《聚合物表面褶皺的摩擦學設計及性能研究》是依託哈爾濱工業大學，由趙小力擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物表面褶皺的摩擦學設計及性能研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙小力
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目立足摩擦副表面織構的機理研究和工程套用這一國際學術前沿，提出一種利用微觀褶皺製備面向摩擦學功能的聚合物多尺度表面織構的製備技術，有效改善摩擦副的摩擦學性能。建立特徵尺寸可達0.05-50μm的表面褶皺及其多尺度複合結構的製備工藝；研究全表面褶皺、部分表面褶皺及複合表面褶皺等不同複雜表面織構對摩擦係數、摩擦力矩等性能的影響規律；研究多尺度複合結構對摩擦學性能影響的尺度效應，分析從納米到微米的尺寸範圍內不同尺度的影響及其作用機理；建立多尺度複雜表面褶皺的摩擦學主動設計和實現方法。該技術能夠快速而簡潔地在聚合物材料表面製備多尺度複合結構，為複雜表面織構的製備及摩擦學研究提供了技術支持，在現有表面微造型技術之外提供新的思路，在密封、人工關節、仿生學等方面有著廣泛套用。
結題摘要
探索了聚合物表面褶皺設計及製備工藝，得到了沉積功率、沉積時間、基體和薄膜材料等工藝參數對褶皺特徵尺寸的影響規律，成功製備了具有從納米尺度到微米尺度的複合表面褶皺，並建立了基於快速傅立葉變換的褶皺紋理數位化評價方法；利用光刻技術製備了3μm~240μm的光刻圖案並利用複製模鑄轉移至聚合物表面，研究其對表面褶皺的調控技術，成功製備出複合褶皺圖案；利用掃描電鏡對銀杏葉表面褶皺進行表征，通過接觸角獲知了其正反面具有不同潤濕性能研究，發現了葉片反面具有兩級表面褶皺，使銀杏葉及其聚合物複製表面具有較強的疏水性和較低的表面粘附性，靜態接觸角可達143°，滾動角最小為18°；搭建了具有實時圖像檢測的單軸壓縮台，獲得了複合表面褶皺在單軸壓縮作用下的形貌演變規律；研究了熱處理對表面褶皺的影響規律，發現了熱處理會細化褶皺形貌，降低表面粗糙度；利用球盤摩擦磨損試驗機完成了仿生表面褶皺和人工表面褶皺與陶瓷球和鋼球的摩擦特性研究，表面褶皺能夠有效降低摩擦係數，改善摩擦學性能。
