仿生非光滑涂層耐磨性及其摩擦表面形貌研究.pdf

1、磨損是造成大部分機械零件失效的主要原因，因此研究抗磨、耐磨技術(shù)很有必要。涂覆耐磨涂層是避免材料產(chǎn)生磨損的最有效的措施。本文基于圖像處理技術(shù)提出了表征仿生涂層表面形貌的兩個參數(shù)——表面凹坑分布率和表面分形維數(shù)。探究了表面凹坑分布率和表面分形維數(shù)的提取方法，從而為后續(xù)實驗中表面形貌的分析提供了理論和技術(shù)支持。
　　首先，研究了陶瓷微球粒度、陶瓷微球含量和固化溫度對仿生涂層表面形貌的影響。實驗研究發(fā)現(xiàn)，仿生涂層的凸包/凹坑尺寸隨陶瓷微球

2、粒度的增加而增大，當陶瓷微球粒度為甜(65μm～76μm)，所形成的凸包/凹坑結(jié)構(gòu)尺寸較大;陶瓷微球含量為15％時，陶瓷微球緊密排列，形成的凸包/凹坑結(jié)構(gòu)較為規(guī)則;涂層在30℃和40℃溫度下固化，表面質(zhì)量較好，當固化溫度超過50℃（包括50℃）時，涂層表面存在褶皺、桔皮和氣泡等表面缺陷。陶瓷微球粒度和陶瓷微球含量影響著仿生涂層耐磨性能，本文通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，選用2＃（25μm～43μm）陶瓷微球、陶瓷含量為15％制備的仿生涂層具有較好的

3、耐磨性能。仿生涂層具有良好的耐磨性能是硬質(zhì)相效應(yīng)、IPN互穿網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和仿生效應(yīng)三者共同作用的效果。
　　其次，研究了表面凹坑分布率對仿生涂層耐磨性能的影響。隨著摩擦次數(shù)的增加，表面凹坑分布率逐漸減小。在不同載荷工況下，表面凹坑分布率對涂層耐磨性能的影響并不相同:當F=9.8N時，涂層在表面凹坑分布率為22％左右時，磨損量較低，具有較好的耐磨性;當F=14.7N時，涂層耐磨性較好時的表面凹坑分布率為23％左右;而當F=19.6N，表