激光紋理加工Ti6A14V的潤濕性及抗空蝕特性研究.pdf

1、鈦以其輕質(zhì)、高比強、高比剛、高耐蝕、無磁性等優(yōu)異性能被稱為“海洋金屬”,成為海洋工程,尤其是海洋軍事工程中的重要材料。鈦合金材料的使用可以大大提高艦船的整體性能,因此開發(fā)高性能的鈦合金材料可以增強艦船作戰(zhàn)能力和降低艦船服役期的成本。
　　 空化和空蝕對船舶螺旋槳、海洋工程結(jié)構(gòu)物的有害作用已被充分證明,并且進行了廣泛研究。由于超疏水表面具有自清潔、減阻、抑制表面腐蝕和氧化等優(yōu)點,其在海洋工程領(lǐng)域存在巨大優(yōu)勢。制備超疏水鈦合金表面并

2、運用于船體,有望在船舶的抗空蝕方面實現(xiàn)新的突破。但有關(guān)表面的潤濕性對表面抗空蝕特性的影響的研究還鮮有報道。
　　 本文利用激光表面紋理加工和自組裝分子膜改變鈦合金表面潤濕性,研究表面的潤濕性對表面抗空蝕特性的影響,為制備新型抗空蝕鈦合金材料提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文主要工作如下:
　　 1、利用激光加工技術(shù)在Ti6Al4V表面加工點陣狀紋理并分別沉積1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷(FDTS)、1H,1H,

3、2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)、三氯十八硅烷(OTS)和3-巰基丙基三甲氧基硅烷(MPS)四種自組裝分子膜,從而改變了Ti6Al4V的表面潤濕性。接觸角由大到小的排序為:FDTS>FOTS>OTS>MPS。接觸角最大可達到164.5°,形成超疏水鈦合金表面。
　　 2、將實測接觸角與Wenzel模式和Cassie模式計算出的理論接觸角比較發(fā)現(xiàn),實測接觸角大于150°時接近Cassie模型計算出的接觸角,而小于150°