激光微造型滑动轴承表面形貌及摩擦特性研究

为了研究表面形貌对滑动轴承摩擦特性的影响,设计和制造了4组表面微造型深度不同的滑动轴承轴颈表面形貌。使用三维光学轮廓仪对微造型试件表面形貌进行扫描及测量,采用IS025178定义的表面形貌参数对轴颈表面形貌进行表征。采用改造的摩擦试验机进行了一系列摩擦磨损试验,研究了表面形貌参数与摩擦系数之间的关系。结果表明:摩擦系数、摩擦表面温升均随着表面微造型深度增大先减小后增大,在表面微造型深度为12μm时最小。表面形貌参数与摩擦系数均存在一定关联性。摩擦系数随着表面偏态和表面中心处平均空体体积增大而增大,随着表面峰态和封闭山谷体积增大而减小,随着表面谷处平均空体体积增大先减小后增大,随着封闭山峰体积的增大先增大后减小。     

机械加工的成形原理分析

本文对机床上零件表面的发生线成形原理进行了叙述,把各种表面归纳为复合表面和简单表面,并分别描述了其成形原理。另外,详尽的分析了斜齿圆柱齿轮齿廓面、螺纹面、圆锥面等几种组成复合表面的典型表面的成形原理。对表面精度和表面成形原理之间的关系进行了探讨,同时也对零件表面机械加工的成形理论进行了完善。     

微造型面积占有率对滑动轴承摩擦性能的影响

利用激光打标系统配合标准旋转工作台在滑动轴承轴颈圆周表面制备了微造型,研究了表面微造型面积占有率对滑动轴承摩擦磨损性能的影响,并探讨IS025178表面形貌三维表征参数与摩擦系数之间的相关性。结果表明:随着表面微造型面积占有率的增大,摩擦副接触表面的摩擦系数、温升及磨损量均先减小后增大,在表面微造型面积占有率为10%时均为最小值。随表面偏态和表面峰态增加,不同表面微造型面积占有率摩擦副接触表面的摩擦系数分别逐渐增大和减小;随表面谷处平均空体体积和表面中心处平均空体体积增加,不同表面微造型面积占有率摩擦副接触表面的摩擦系数先减小后增大。     

表面活性剂对CO2中表面润湿的分子动力学模拟

通过分子模拟方法,研究稠密CO2溶剂中,全氟聚醚表面活性剂对水在3种不同亲水表面的润湿性的影响。结果表明:对于疏水性表面,表面活性剂部分取代存在于水滴和表面之间的CO2分子;对于弱亲水性表面,表面活性剂的加入使得水滴基本脱离表面;而在强亲水表面上,表面活性剂的加入增大水滴的接触角,减弱表面润湿性。同时进一步分析表面活性剂在水/CO2界面处的密度分布。总之,在稠密CO2溶剂中,表面活性剂能够改善表面的润湿性,这将有利于表面上亲水物质的脱除。     

表面活性剂在我国发展现状及方向探讨

表面活性剂广泛应用于洗涤剂、化妆品、食品、医药、石油和涂料等工业领域。考虑环保、安全和节能等因素,我国研究开发了高分子表面活性剂、特种表面活性剂和生物表面活性剂。表面活性剂将向着多样化、多功能、专用化、天然化和分子设计方向发展。未来几年内,将会出现新一代的系列表面活性剂产品以满足市场需求。     

基于快速傅里叶变换的三维非高斯粗糙表面数值仿真

实际工程粗糙表面多数符合非高斯分布,非高斯粗糙表面的数值仿真和生成对于研究两表面间润滑、接触行为具有重要意义。基于有限脉冲滤波技术,利用快速傅里叶变换算法,生成具有给定峰度、偏态和自相关函数的非高斯粗糙表面。当非高斯粗糙表面生成时,将其高度分布视为随机序列,用幅值和相角两个分量来表示,通过分别求解这两个分量使粗糙表面具有给定的表面粗糙度参数。结果表明,对于各向同性和各向异性表面,生成表面的自相关函数与给定的自相关函数吻合良好,并具有给定的峰度和偏态。     

氩等离子体射流对聚四氟乙烯表面改性的研究

采用氩等离子体射流对有机材料聚四氟乙烯(PTFE)进行表面改性,通过接触角测量、扫描电子显微镜(SEM)观察、X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析,以及表面电阻率和沿面闪络电压等参量的测量,研究了等离子体射流处理前后PTFE的表面特性。实验结果表明:氩等离子体射流产生的粒子主要有OH、N*、Ar和少量的O。PTFE经大气压氩等离子体射流处理后,其表面水接触角下降,表面粗糙度变大,表面突起和裂痕显著增加,且表面有新的含氧基团生成;增加表面改性时间,表面改性效果会达到饱和状态;另一方面,表面改性后的PTFE存在微弱的老化效应,当在空气中放置10d后,其表面水接触角为66.2°,仍然低于表面处理前的值。由于等离子体改性使PTFE表面形态及化学成分发生变化,粗糙度增加,使PTFE表面电阻率降低,导致其沿面闪络电压升高。     

表面活性剂及其在界面上的吸附与团聚

本文介绍了表面活性剂分子结构和分类,叙述了表面活性剂在界面的吸附方式、吸附影响因素和吸附对固体表面的影响,同时概述了表面活性剂的催化促进和增溶作用。     

GH4169DA磨削表面完整性控制工艺域优选方法

为优化航空发动机用高温合金材料GH4169DA磨削工艺以并实现表面完整性控制,通过外圆磨削正交试验,建立了磨削表面完整性特征对磨削工艺参数的灵敏度和相对灵敏度经验公式,获得了磨削参数稳定域和非稳定域,结合极差分析方法获得了不同磨削工艺参数对表面完整性特征的影响曲线,优选出表面完整性控制工艺域。结果表明：外圆磨削时,表面粗糙度和表面残余应力对工件速度的变化最为敏感,表面显微硬度对砂轮速度的变化最为敏感。获得了保障稳定表面完整性的磨削工艺参数优选区间：工件速度为12～22 m/min,径向进给为0.005～0.01 mm,砂轮速度为20～25 m/s。可见,在该优化区间内表面粗糙度和表面显微硬度均稳定,表面为压应力状态。     

氧化还原法刻蚀制备铜基超疏水表面

通过三氯化铁和铜的氧化还原反应,在铜基材料上制备了具有一定粗糙度的微结构表面。该表面使用月桂酸进行表面处理后,表现出优异的超疏水性能。水在该表面上的接触角可达161.6°。表面微结构和超疏水性能受刻蚀时间的影响较大。随着刻蚀时间的增加,表面上的微粗糙结构开始逐渐形成并增大,此过程对应的水的接触角不断增加,到一定程度后,逐渐趋于稳定。进一步考察了刻蚀剂的浓度、修饰剂的种类、浓度和时间等条件对于该表面超疏水性能的影响。结果表明,反应和修饰条件对铜表面的表面润湿性能具有明显的影响。     

二次曲面间交线极限点的确定

给出了确定几类二次曲面问交线上极限点的图解法，并给予了解析证明。对于用图解法求解二次曲面之间交线的问题有一定的参考作用。     

利用表面电势表征砂岩储层岩石表面润湿性

利用Stern双电层模型研究岩石表面荷电机制,考察岩石表面电势与表面基团的对应关系,从微观岩石表面基团的电性变化出发,分析归纳岩石表面电势与砂岩储层岩石表面润湿性间的关系。结果表明:岩石表面上分布有各类带电或中性基团,这些表面基团与液体分子之间存在相互作用力,包括范德华力、库伦力和氢键,油藏润湿性是这些分子间作用力的性质、大小和综合作用的宏观表现;岩石表面电势的正负和绝对值反映了岩石表面化学基团的电性和密度,可用于表征评价岩石表面润湿性。     

大分子表面改性剂改性聚丙烯表面性能的影响因素

将大分子表面改性剂无规聚丙烯-甲基丙烯酸接枝共聚物(APP-g-MAA)和聚丙烯蜡-甲基丙烯酸接枝共聚物(PPw-g-MAA)与聚丙烯(PP)进行共混,能极大地提高聚丙烯的表面润湿性能.高表面能接触表面、极性介质和加热处理有利于改性剂扩散富集到PP表面,使PP表面的极性基团朝基体取向从而降低PP共混物表面接触角;而低表面能接触面、非极性介质和延长放置时间使改性剂部分的极性向内朝本体PP取向,从而降低PP共混物表面润湿性能.     

锆基非晶合金激光微织构处理及摩擦磨损性能

研发了一种基于纳秒激光表面微织构的功能化表面制备工艺.此工艺将激光表面加工与低温热处理相结合,先使用一定工艺窗口下的激光加工过程实现非晶合金表面微观形貌的织构化,再使用低温热处理过程调控激光织构非晶合金的表面能/表面化学.研究结果表明:激光加工与低温热处理共同作用下制备的非晶合金表面展现出了表面微纳结构与表面化学的改变,从而实现了超亲水向超疏水特性的转变.同时,微摩擦实验结果表明激光织构化超疏水表面可以在润滑介质的帮助下有效提升其抗摩擦磨损性能.     

基于NURBS方法的转子表面造型技术

采用双三次NURBS方法对某型号转子进行几何造型,对造型过程中出现的曲面延伸、求交和裁剪等问题进行了研究.根据叶片的形状特征,以曲线的几何形式为基础,提出了一种简单实用的曲线曲面延伸方法,实现了切矢量连续的叶片型面的延伸.对于两相交面分别为自由曲面和解析曲面的求交问题,提出了一种简化的跟踪算法,实现了转子叶片型面和圆台面的准确求交和裁剪,从而实现转子精确的几何造型.     

塔里木盆地志留-泥盆系层序界面特征及成因类型

在层序地层学研究中关键是有关界面的识别,尤其是层序底界面的识别.以新疆塔里木盆地志留系-泥盆系为例,在大量野外剖面详细观测的基础上,识别出了层序底界面的物质表现形式有7种类型,它们分别是:古风化壳,渣状层,斜坡重力流冲刷侵蚀面,超覆面,最大海泛面,岩性、岩相转换面,侵蚀冲刷面.在详细讨论了各类型界面特征的基础上,将上述界面可归结为4种成因类型,分别是:造山侵蚀层序不整合界面,隆升侵蚀层序不整合界面,海侵上超层序不整合界面,陆上暴露层序不整合界面.这一研究成果对于正确识别和划分层序具有重要的意义.     

高分辨率电子能量损失谱在半导体表面研究中的应用

低能电子与半导体表面的相互作用能激发带间电子跃迁和（或）表面振动,因而对背散射电子能量分布的高分辨率测量可望给出与这些激发相关的丰富信息,近年来的实验研究证实,进行这样的电子能量损失测量确能从各种不同半导体得到的诸发禁带宽度,表面电子态的能量,表面光学声子的特性,表面原子的成键方式,表面反应的产物等许多有关表面原子和电子结构的重要参数。     

天线罩内廓曲面测量数据处理与重构研究

天线罩是保护天线在恶劣环境条件下正常工作的一种设施,属硬脆材料大型复杂曲面工件.对天线罩内廓形进行精密修磨,可改善其工作性能.其加工属于自由曲面加工.为实现精密修磨,通过测量数据重构出了天线罩的内廓面.根据测得的天线罩内廓面离散数据,剔除坏点和重叠点后应用最小二乘法对测量型值点进行了光顺;通过数据的疏化处理,实现了测量型值点的双有序,完成了基于双三次B样条曲面的天线罩内廓曲面重构.在此基础上得到加工后内廓曲面,为数控加工中刀具轨迹的规划奠定了基础.该方法能够有效地消除测量产生的随机误差,所重构出的曲面具有精度高、光顺性好等特点.     

TiC涂层微磨具磨削表面质量影响因素

对钠钙玻璃进行磨削实验,研究了磨削参数对加工后钠钙玻璃表面粗糙度和形貌的影响.探讨了不同涂层微磨具磨削后已加工表面形貌和不同冷却条件下表面的粗糙度.实验结果表明:随磨削速度的增加,磨削深度和进给速度减小,已加工表面粗糙度减小,表面形貌更光滑、质量更好.在不同冷却条件下,湿磨已加工表面粗糙度值更低,表面质量更好.相同粒度的CBN微磨具和金刚石微磨具相比,金刚石涂层微磨具加工表面质量更好,更适宜对玻璃等硬脆材料进行磨削加工.     

由试验数据拟合天然砂土的屈服面

根据广义塑性力学原理，介绍了屈服面的物理意义，直接从三轴试验的试验数据拟合天然砂土的屈服面，给出了天然砂土的2个屈服面(剪切屈服面和体积屈服面)，并结合数值算例，初步验证了双屈服面表达式的合理性．