【摘 要】
:
铝/镁合金是实现武器装备轻量化的主要金属材料。但由于铝/镁合金易腐蚀易磨损的特性,可造成武器性能失效,甚至危及士兵的安全,从而限制了其在武器装备轻量化领域的应用。表面处理技术是目前改善金属耐腐蚀抗磨损性能最直接有效的手段,其中仿生超疏水表面不仅具有优异的超疏水性能,而且在自清洁、防污、减阻、防霜冻、耐腐蚀和抗磨损等方面也展现出潜在应用前景。近年来,超疏水表面研究已取得长足发展,但现有大部分制备方法
论文部分内容阅读
铝/镁合金是实现武器装备轻量化的主要金属材料。但由于铝/镁合金易腐蚀易磨损的特性,可造成武器性能失效,甚至危及士兵的安全,从而限制了其在武器装备轻量化领域的应用。表面处理技术是目前改善金属耐腐蚀抗磨损性能最直接有效的手段,其中仿生超疏水表面不仅具有优异的超疏水性能,而且在自清洁、防污、减阻、防霜冻、耐腐蚀和抗磨损等方面也展现出潜在应用前景。近年来,超疏水表面研究已取得长足发展,但现有大部分制备方法都需要特殊的加工设备、复杂的工艺和苛刻的条件,导致超疏水表面大规模化生产受阻。因此,深入研究超疏水表面耐腐蚀耐磨损机理,对于拓展铝/镁合金在武器装备中的应用具有十分重要的意义。本文以具有代表性的7075铝合金和AZ31B镁合金为研究对象,采用电火花加工技术与低表面能物质修饰相结合的方法,对金属表面进行微/纳复合结构设计,使铝/镁合金超疏水表面具备优异的耐腐蚀、抗磨损性能。借助FESEM、EDS、FT-IR和XPS等测试手段,对超疏水表面形貌、结构、化学组成进行测试表征,并从表面润湿性、机械稳定性、化学稳定性、耐腐蚀性和抗磨损性等方面对铝/镁合金超疏水表面进行系统地研究。主要研究内容如下:(1)研究电火花加工实现超疏水表面的可行性,为设计铝/镁合金超疏水表面结构提供理论基础。(2)优化超疏水表面制备工艺参数。建立了电火花加工参数和表面润湿性之间的映射关系。利用正交试验对制备工艺参数进行优化,结果表明电火花加工参数影响润湿性的主次顺序为:脉间>功率管数>脉宽。获得最佳电火花加工参数组合,采用最佳制备工艺参数所制备的铝/镁合金超疏水表面均符合Cassie模型。(3)探究铝/镁合金超疏水表面形成机理。具有粗糙结构的铝/镁合金超疏水表面符合双尺度微观结构。借助FESEM、EDS、FT-IR和XPS等测试表征手段,结果显示从铝/镁合金表面检测到的大量碳元素是由低表面能物质成功修饰所致。因此,铝/镁合金表面的微观结构及其与低表面能物质的相互作用是形成超疏水表面的内在机理。(4)铝/镁合金超疏水表面耐腐蚀性能研究。在3.5 wt.%Na Cl溶液的条件下,利用电化学工作站对铝/镁合金超疏水表面进行耐腐蚀性能测试。与铝/镁合金基体相比,超疏水表面腐蚀电位均向正方向移动,导致腐蚀电流密度也随之降低,这表明其耐腐蚀性能得到了提升。由于铝/镁合金超疏水表面符合Cassie模型,其表面分布着大量的微/纳复合结构,该结构能储存大量的空气,从而形成一个“气垫”,有效阻止腐蚀溶液与超疏水表面的直接接触,大幅降低实际接触面积,从而提升其耐腐蚀性能。(5)铝/镁合金超疏水表面抗磨损性能与机理研究。在不同载荷、不同摩擦速度的试验条件下,采用UMT-2型多功能机械测试系统,对铝/镁合金超疏水表面进行抗磨损性能研究。与基体相比较,在不同测试条件下,所有铝/镁合金超疏水表面均表现出优异的抗磨损性能。经微观表征与研究发现,这是由于在摩擦接触过程中,铝/镁合金超疏水表面分布着大量的微/纳复合结构,导致实际接触面积远小于基体表面的实际接触面积,有效地减轻摩擦和降低磨损,从而提升其抗磨损性能。
其他文献
近年来,随着精密仪器和高端装备的发展,复杂装备在武器、航空、航天、生产和工程等领域发挥着越来越重要的作用,其安全性和可靠性成为人们关注的焦点。这些装备功能强大、结构复杂,由繁多的核心部件按照一定的层次和结构搭建而成。在实际的运行中,装备的核心部件在各种因素的影响下可靠性差,容易成为“木桶短板”,一旦发生故障就会造成不可估量的损失。如果能够在故障发生之前为用户提供及时准确的健康状态评估、故障诊断及“
在新一轮科技和产业变革背景下,全球竞争加剧,技术迭代加速,竞争环境快速改变。一方面,随着知识经济的蓬勃发展,高质量的创新越来越多的来自于大学,完善知识生产、转移模式,延长学术生产链条,成为学术创业发展的核心。另一方面,学术人员掌握了具有竞争优势的技术成果,在知识创新和应用过程中的主体地位凸显。在此背景下,基于个体视角的学术参与活动受到越来越多的重视。当前国外关于学术参与的相关研究已经取得了较为丰富
随着数字成像设备的普及,数字图像和视频的应用已经深入到各个领域,但是室外场景拍摄的图像和视频会受到雾霾等恶劣天气的影响,严重降低了图像和视频的质量。图像和视频去雾的主要任务是从雾霾图像和视频中复原出清晰的图像和视频。在仅知道雾霾图像和视频的情况下,图像和视频去雾是一个不适定且有挑战性的问题。虽然图像和视频的去雾算法不断的被提出并取得了相当大的进展,但是目前仍然存在一些问题,例如基于物理模型的深度去
<正>极坐标虽然是高中数学教材上的选修内容,但它更是一种方法和思想,对解决数学和其他领域的问题可以起到至关重要的作用,非常值得深入研究。基于此,本文将讨论在中学数学中极坐标在不同题型中的应用,并给出解决问题的可行方法。由此帮助学生掌握中学数学中的极坐标内容,加深对极坐标概念和方法的理解,并认识到极坐标解决问题的优势,促使师生更加重视对极坐标内容的学习。一、不同形式方程的互化新课标全国卷考试中方程的
校园足球班级联赛是校园足球工作的重要内容,也是校园足球竞赛体系的基石,更重要的是对推动校园足球的普及,增强学生的体质健康,培养爱国主义、顽强拼搏精神具有不可替代的作用。随着2015年11月全国阳光办启动全国校园阳光足球班级联赛,校园足球班级联赛在越来越多的中小学校园开展,特别是2017年教育部把是否开展校内足球班级联赛作为评定全国青少年足球特色学校一票否决的条件之后,校园足球班级联赛已成为校园足球
未来信息化战争对迫击炮射程、射击精度、机动性等核心指标提出了很高要求,提高初速是增加射程的有效途径之一,但需要增加发射载荷;轻量化有利于提高迫击炮的机动性,例如采用复合材料座钣,可以有效地降低迫击炮全炮重量。这些都使迫击炮的受力和运动进一步加剧,加之新一代迫击炮需要适应山地丛林、高寒高原、岛礁、城市等多种作战环境,迫击炮座钣与土壤高度耦合的非线性动力学规律更加复杂,使得迫击炮机动性与威力之间的矛盾
在现实生活中,弹塑性大变形是很常见的现象,例如在金属挤压成型,汽车碰撞等过程中,材料或结构往往会发生弹塑性大变形,甚至出现断裂破坏。除此之外,疲劳损伤断裂同样是材料或结构的主要失效模型。在现代工业中,航空航天设备,船舶,车辆等,由于其服役环境的复杂性,往往会受到交变载荷的作用,疲劳失效为其零件或构件的主要失效模式。据统计,构件失效中有80%属于疲劳失效。因此,在结构设计中疲劳寿命预测将作为一个重要
CFRP/铝合金叠层结构因其兼具优异的轻量化及结构强度特性,在航空制造领域具有广阔的应用前景。在大型飞机机身制造和装配过程中,叠层结构上需要钻削150至200万个机械连接孔。据统计,飞机机体疲劳失效事故的70%源于结构连接部位,其中超过80%的疲劳裂纹产生于连接孔处,因此提高制孔效率和加工质量是保证飞行器使用性能和可靠性的关键。机器人制孔具有高柔性、高质量一致性以及高法向精度等优势,近年来采用机器
2018年3月24日,国际马拉松半程赛(21.1km)在苍南县城灵溪镇举行,本次比赛由苍南县人民政府主办,苍南农商银行承办的规模较大的国际赛事,也是苍南历年来举办级别最高,影响力最大的世界级体育赛事。共有来自50多个国家和地区3000余名运动员参加角逐。组委会根据赛事要求组建医疗部,成员由二级以上医院业务骨干组成,专业包括急诊医学、重症医学、心血管内科、骨科、麻醉科等组成。比赛前多次进行沟通协调和
我国“十四五”规划已正式进入开局之年,以创新引领高质量发展是优化政策结构、推动经济转型、实现技术进步的根本要求;实施知识产权强国战略、完善相关政策制度是激发创新活力的重要保障。近年来,我国的知识产权工作取得令人瞩目的成绩,尤其是专利数量实现快速增长,PCT(专利合作条约,Patent Cooperation Treaty)专利、发明专利等的申请数量已位居世界第一,但三方专利,标准必要专利的占比不高