检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2025年第1期54卷 161-170页

作者：崔坤杰孙耀陈祖亮王涛时礼平李蒙特种重载机器人安徽省重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学安徽马鞍山243002 安徽工业大学芜湖技术创新研究院安徽芜湖241002

目的研究TC4钛合金基体表面织构设计对类金刚石薄膜(DLC)的摩擦学性能影响。方法利用激光加工和物理气相沉积组合技术,在TC4钛合金表面制备凹坑织构阵列与DLC薄膜的复合结构,研究其在甘油溶液下的协同摩擦学性能。通过微观划痕和纳米压... 详细信息

目的研究TC4钛合金基体表面织构设计对类金刚石薄膜(DLC)的摩擦学性能影响。方法利用激光加工和物理气相沉积组合技术,在TC4钛合金表面制备凹坑织构阵列与DLC薄膜的复合结构,研究其在甘油溶液下的协同摩擦学性能。通过微观划痕和纳米压痕试验对织构化DLC薄膜进行力学性能表征,利用ABAQUS对有无织构下DLC薄膜的失效过程进行仿真对比分析。结果表面织构可以有效地增加TC4表面DLC薄膜“低摩擦”效应的作用时间,延长其使用寿命。不同织构参数设计对DLC薄膜耐磨时间有显著影响,其中直径200μm、面积率20%的织构化DLC薄膜的性能最佳,对比光滑DLC薄膜,其耐磨寿命提升了7.52倍。力学表征及仿真分析表明,表面织构增强了DLC薄膜与TC4基体之间的“机械锁合”程度,并存在“应力扩散”现象,能够有效提升DLC薄膜与TC4基体间的力学性能。对比光滑DLC薄膜,织构化DLC薄膜试样涂层与基体之间的结合力最大可提升1.9倍。结论表面织构化设计可以有效地提升DLC薄膜与基体的力学性能,在摩擦过程中调节接触界面的应力分布,增强DLC薄膜耐磨性能,延长DLC薄膜使用寿命。研究结果将为新型人工关节表面设计提供理论支撑。

关键词： Ti-6Al-4V 类金刚石薄膜表面织构复合处理力学行为摩擦磨损性能

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LiFePO_(4)电极表面织构化设计与表面润湿性研究

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表面技术 2025年第4期54卷 180-190页

作者：于凯王守仁王英姿济南大学机械工程学院济南250022 济南大学材料科学与工程学院济南250022

目的提高锂离子电池电极表面的润湿性,改善锂离子扩散动力学,进一步探究织构对电极表面润湿性的影响规律。方法通过超快脉冲激光技术在LiFePO_(4)电极表面制备沟槽织构,借助扫描电子显微镜、非接触式三维光学轮廓仪、接触角测量仪、X射... 详细信息

目的提高锂离子电池电极表面的润湿性,改善锂离子扩散动力学,进一步探究织构对电极表面润湿性的影响规律。方法通过超快脉冲激光技术在LiFePO_(4)电极表面制备沟槽织构,借助扫描电子显微镜、非接触式三维光学轮廓仪、接触角测量仪、X射线光电子能谱等测试手段,系统研究了织构对电极表面形貌和润湿性的影响。此外,使用电池测试系统和恒电位仪评估了锂离子电池放电性能和锂离子扩散动力学。结果织构电极表面的润湿性得到了显著改善,接触角降低至7.1°,润湿时间缩短至6 s,扩散面积增加至26.52 mm^(2),润湿过程表现出各向异性。仿真结果证明电解液在织构电极表面处于Wenzel润湿状态,并且拟合得到的接触角方程能较好地解释接触角的变化趋势。织构化电池在0.5 C下的容量保持率从58.4%提高到99.4%,显示出最大的锂离子扩散系数(2.67×10^(-13) cm^(2)/s)。结论织构对电极表面润湿性的改善具有显著效果,并且接触角与织构深径比呈负相关;激光烧蚀增加了电极的表面能,而C=O是提高电极表面亲液性的关键因素;电极材料的进一步润湿改善了锂离子扩散动力学,提高了锂离子电池放电性能,为制备高性能的锂离子电池提供了一定的指导。

关键词：表面织构锂离子电池润湿性磷酸铁锂超快脉冲激光刻蚀形貌接触角

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表面织构对气体润滑承载的作用机理和性能影响研究

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计算力学学报 2025年第1期42卷 1-7页

作者：李钦谷俊峰李征阮诗伦申长雨大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

气体润滑轴承由于其低摩擦、无污染、回转精度高等优点在超高速、精密仪器设备得到了日益广泛的应用,但较低的承载力严重制约了其发展和应用。表面织构设计是提升气体润滑轴承承载能力的有效途径之一,但其作用机理和影响规律尚不清晰。... 详细信息

气体润滑轴承由于其低摩擦、无污染、回转精度高等优点在超高速、精密仪器设备得到了日益广泛的应用,但较低的承载力严重制约了其发展和应用。表面织构设计是提升气体润滑轴承承载能力的有效途径之一,但其作用机理和影响规律尚不清晰。本文基于求解N-S方程分析了表面织构对于气体润滑承载的作用机理,并研究了表面织构尺寸参数和底部形状对于承载力的影响规律。通过数值实验发现,随着摩擦面的高速运动,当气体流过矩形织构时,由于惯性的存在,在织构处会产生非对称涡流。合理的涡流大小与位置是提升承载力的关键,且随着织构深度、壁面移动速度增加,非对称涡流在气膜发散处从无到有,再逐渐增大并向收敛处移动,承载力则先增大后减小,存在最佳设计尺寸。壁面移动速度越大、气膜厚度越小,对应的最佳织构深度越小。同时,对于织构底部形状的研究发现非对称三角形底部形状会获得更利于提升承载力的涡流,且对于固定织构最大深度,壁面移动速度越大,最优三角形底部形状的顶点越向收敛处移动,拓扑优化的形状也进一步验证了这一结果。本文的研究结果将为气体润滑性能提升与织构设计提供参考。

关键词：表面织构尺寸优化非对称织构承载力气体润滑

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表面织构化叶片式液压摆动油缸启动阻力研究

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润滑与密封 2025年第1期50卷 44-49页

作者：陈萌萌谢良喜胡腾谢佳祺李雨晴武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081 湖北汽车工业学院机械工程学院湖北十堰442002

为研究表面织构化叶片式液压摆动油缸启动瞬间的摩擦性能,依据端面密封接触压力数学模型,求得端面密封圈与转子、定子的接触压力;将织构作为转子表面粗糙谷,采用高斯分布函数模拟织构化转子粗糙表面,使用MATLAB软件计算织构化转子的表... 详细信息

为研究表面织构化叶片式液压摆动油缸启动瞬间的摩擦性能,依据端面密封接触压力数学模型,求得端面密封圈与转子、定子的接触压力;将织构作为转子表面粗糙谷,采用高斯分布函数模拟织构化转子粗糙表面,使用MATLAB软件计算织构化转子的表面粗糙度,得到不同织构参数与表面粗糙度的关系曲线。根据Florida模型提供的摩擦因数与表面粗糙度的关系,得出织构化转子与端面密封圈的摩擦因数。依据接触压力模型以及摩擦因数模型,建立启动阻力数学模型,得出摆动油缸所需的启动压力,并通过摆动油缸启动实验,对理论分析结果进行了验证。结果表明:加入织构后,转子的表面粗糙度增大,摆动油缸启动阻力增大。启动阻力实验结果与理论计算结果基本一致,表明建立的数学模型可以预测摆动油缸启动阻力。

关键词：叶片式液压摆动油缸启动阻力表面织构表面粗糙度摩擦性能

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表面织构对航空发动机机械密封性能影响的实验研究

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润滑与密封 2025年第1期50卷 61-67页

作者：王长钊郝木明任宝杰袁俊马李勇凡李天照宋凯亮中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 东营海森密封技术有限责任公司山东东营257000 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 青岛农业大学机电工程学院山东青岛266109

滑油系统是保障航空发动机稳定运行的重要组成部分,因此滑油系统机械密封性能至关重要。以航空发动机滑油系统机械密封为研究对象,采用实验的方法,研究3种常用槽型(激光脸、人字槽、螺旋槽)对密封性能的影响,并分析不同槽型端面磨损表... 详细信息

滑油系统是保障航空发动机稳定运行的重要组成部分,因此滑油系统机械密封性能至关重要。以航空发动机滑油系统机械密封为研究对象,采用实验的方法,研究3种常用槽型(激光脸、人字槽、螺旋槽)对密封性能的影响,并分析不同槽型端面磨损表面轮廓和端面温度。实验结果表明:端面开槽有利于减少密封端面摩擦磨损,延长密封使用寿命,但不利于控制密封泄漏量;3种槽型中,人字槽表面磨损最轻微,运行温度最低,相比接触式密封温度降低3℃;螺旋槽磨损位置较为集中,有明显端面变形,运行温度最高,运行温度相比接触式密封升高5℃;激光脸槽磨损最大,但运行温度与接触式密封相差不大;螺旋槽泄漏量最小,激光脸槽泄漏量次之,人字槽泄漏量最大,且大于接触式密封泄漏量。

关键词：机械密封航空发动机表面织构螺旋槽密封性能

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表面织构技术的研究进展

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热加工工艺 2025年第6期54卷 17-20,27页

作者：宋德琨章健刘敬王廷宣安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 滨州学院滨州市航空结构件表面工程重点实验室山东滨州256600

在材料表面加工特定形状、尺寸和分布的微观结构,可达到减摩、减阻、润滑、降噪的目的。总结了表面织构技术在减摩、减阻和降噪方面的研究成果以及在机械加工、医学等领域的应用,综述了织构的关键设计参数对材料表面性能的影响,介绍了... 详细信息

在材料表面加工特定形状、尺寸和分布的微观结构,可达到减摩、减阻、润滑、降噪的目的。总结了表面织构技术在减摩、减阻和降噪方面的研究成果以及在机械加工、医学等领域的应用,综述了织构的关键设计参数对材料表面性能的影响,介绍了激光加工技术在表面织构制备中的应用,探讨了激光加工工艺参数对表面织构的几何特征和表面硬度的影响。最后展望了表面织构技术的发展方向。

关键词：表面织构参数设计减摩减阻激光加工

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基于表面织构化的异质材料连接研究现状及进展

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焊接 2025年第1期 82-91页

作者：柳杰蒋青徐佳宜王睿君吴凌清蒋嘉伟杨瑾上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620

表面织构化技术在异质材料连接中的应用对于提高接头性能具有重要意义。该文旨在综述表面织构化调控异质材料连接主要相关工艺的基本概念及应用现状,探讨其对接头力学性能、润湿性及残余应力分布的影响,以及未来的研究方向。在胶接领域... 详细信息

表面织构化技术在异质材料连接中的应用对于提高接头性能具有重要意义。该文旨在综述表面织构化调控异质材料连接主要相关工艺的基本概念及应用现状,探讨其对接头力学性能、润湿性及残余应力分布的影响,以及未来的研究方向。在胶接领域,表面织构化通过增大接触面积和粗糙度,增强了胶粘剂的润湿性、渗透性、粘附性和自由能,从而提升了接头的力学性能。激光处理、喷砂和化学腐蚀等表面处理技术已被证实可显著提高胶接接头的抗拉强度、耐腐蚀性和耐磨性。在激光焊接过程中,表面织构化不仅增强了材料间的实际接触面积,还改变了金属间化合物的分布,从而极大提升了焊接接头的机械连接作用和力学性能。此外,表面微织构化对焊接残余应力分布的调控,有助于阻碍裂纹扩展,增强接头强度。表面织构化技术在胶接和激光焊接中的应用已显示出提升异质材料连接性能的巨大潜力。未来的研究建议关注新表面织构化技术开发和现有工艺参数的优化调控,并探索其在更多连接方式中的应用。此外,深入理解表面织构化对接头微观结构和性能的影响机制,将为设计更高效、更可靠的连接工艺提供理论基础。

关键词：表面织构异质材料胶接激光熔钎焊激光焊

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轴向柱塞泵表面织构滑靴副润滑特性研究

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液压气动与密封 2025年第1期45卷 7-13页

作者：袁昊仉志强吕平洙张宝成李林太原科技大学机械工程学院山西太原030024 太重集团榆次液压工业有限公司山西晋中030600

针对轴向柱塞泵滑靴副的润滑特性问题,在滑靴表面布置微织构,设计正交试验方案,仿真研究了滑靴副的工况参数(膜厚、转速)、表面织构的形状参数(坑形、直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响,结果表明,多影响因素的主次顺序为:... 详细信息

针对轴向柱塞泵滑靴副的润滑特性问题,在滑靴表面布置微织构,设计正交试验方案,仿真研究了滑靴副的工况参数(膜厚、转速)、表面织构的形状参数(坑形、直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响,结果表明,多影响因素的主次顺序为:转速、面积率、坑形、直径、深径比、膜厚;多因素的最优组合为:转速1500 r/min、面积率20%、圆球形、直径500μm、深径比0.4、膜厚20μm;根据压力、速度云图,分析了微织构表面的流体动压润滑效应及提升表面承载力的机理。在最优组合的基础上,分析了单因素变化对承载力的影响。

关键词：轴向柱塞泵滑靴副表面织构润滑承载力

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基于表面微织构的钛合金摩擦学性能研究进展

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表面技术 2025年第2期54卷 52-69页

作者：刘龙翔倪陈兵王优强赵涛竺俊杰青岛理工大学山东青岛266520 工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520

凭借优异的力学性能、较高的材料强度以及出色的耐腐蚀性和良好的生物相容性,钛合金材料广泛应用于航空航天、生物医疗等关键领域。然而,由于钛合金材料的摩擦因数高、摩擦因数不稳定、耐磨性差、化学活性高等缺点,严重影响了其使用性... 详细信息

凭借优异的力学性能、较高的材料强度以及出色的耐腐蚀性和良好的生物相容性,钛合金材料广泛应用于航空航天、生物医疗等关键领域。然而,由于钛合金材料的摩擦因数高、摩擦因数不稳定、耐磨性差、化学活性高等缺点,严重影响了其使用性能、服役寿命和应用范围。近年来,凭借在减少实际接触面积、储存磨损碎屑等方面的优势,表面织构技术被证实是改善摩擦副之间摩擦学性能的有效方法,也是机械工程和摩擦学领域的研究热点之一。总结了表面微织构的制备方法和常用的微织构类型,概述了微织构对表面摩擦学的减摩机理。论述了表面织构的类型、织构密度、结构参数、排列角度等因素对钛合金表面摩擦学性能的影响。综述了表面织构技术与固液润滑剂、涂层技术、热扩渗技术等协同作用下钛合金的摩擦学性能研究现状。相对于未处理和单一织构处理的钛合金表面,复合处理技术能够显著提高钛合金的表面耐磨性能,延长钛合金表面织构的使用寿命。最后,对基于表面微织构及其复合处理技术的钛合金摩擦学性能的研究进行总结和展望,提出应该开展在极端工况下复合处理后钛合金表面摩擦学性能的研究。为基于表面微织构的钛合金摩擦学性能的研究提供了参考。

关键词：钛合金表面织构摩擦学性能协同作用固液润滑剂涂层技术热扩渗技术

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机械摩擦副表面织构复合固体润滑剂减摩抗磨特性的研究进展

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农业装备与车辆工程 2025年第2期63卷 83-87页

作者：欧阳瑞王海军西南林业大学机械与交通学院云南昆明650224

表面织构技术和添加润滑剂已经成为改善机械摩擦副之间的摩擦学性能2种重要手段,而固体润滑剂以它的高承载力和能够应用于特殊的工况环境而逐步进入大众视野。通过将表面织构技术与固体润滑剂复合处理,能够起到更好的协同作用,从而进一... 详细信息

表面织构技术和添加润滑剂已经成为改善机械摩擦副之间的摩擦学性能2种重要手段,而固体润滑剂以它的高承载力和能够应用于特殊的工况环境而逐步进入大众视野。通过将表面织构技术与固体润滑剂复合处理,能够起到更好的协同作用,从而进一步优化材料表面的摩擦学性能。基于此,综述了表面织构协同固体润滑剂的多种复合方法,归纳了表面织构的几何参数对复合结构的减摩和寿命影响,分析了不同的润滑剂材料性质以及对表面织构摩擦性的影响,探究了表面织构复合固体润滑剂的减摩抗磨的协同机理,总结了复合技术存在的问题并对其发展进行了展望。通过研究发现,表面织构复合固体润滑剂能够起到更好的减摩抗磨的作用,织构形状、复合方式以及固体润滑剂种类的选择为影响摩擦系数的主要因素,固体润滑剂以其使用范围广、承载力强、能够在一些环境较差的工况条件下使用等特点,未来会有更为广阔的发展空间。

关键词：表面织构固体润滑剂复合技术减摩抗磨

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