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钛合金表面仿生及摩擦学性能研究
摘要
腐蚀是机械材料失效的三大主要形式之一,由于腐蚀而造成的经济损失足以影响国民经济的发展。为减少机械材料的腐蚀带来的损失，改变机械材料表面亲疏水性能的研究受到了越来越多的学者的重视。
钛合金有高熔点、低密度、耐蚀性好、弹性模量低、导热性差、抗阻尼性能强、低温性能好等优异的物理属性。本论文以钛合金为例，通过刻蚀法来处理钛合金表面，将处理过的钛合金的摩擦系数与光滑的比较。也可用水热法进行处理，再做比较。水热法是指基体金属和水热试剂在反应釜所形成的特定温度和压力下进行化学反应，构建出微纳米粗糙结构。用化学试剂对化学试剂进行改性处理，形成钛合金超疏水表面，将改性处理前后的钛合金与前面几种处理的相比较。去了解疏水性与摩擦学的关系，为其他金属的表面仿生和疏水性的研究准备条件。
关键词：钛合金；摩擦学；仿生摩擦学
- 前言
仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。仿生学【1】顾名思义就是一门模仿生物的科学,基于对于自然界中生物的某种优异特性的研究,并将它们通过分析和模拟构建于技术或人造科学系统的学科。因此仿生学也称为仿生技术,是一门生命与工程科学相工程科学相耦合为人类社会提供更为高效、灵活的综合性学科。仿生学具有跨学科综合性、复杂多样性、智能创新性等特点。仿生学者不仅将仿生学列入生命科学的范畴又将它列入生物物理或仿生工程学的范畴内。仿生学研究范广、内容新,近些年来,随着现代生物科学技术的不断发展与壮大,仿生学结合基础学科在众多领域中都取得了很大的成绩,如电子仿生、建筑仿生、医疗仿生、信息仿生、机械仿生等。
摩擦学研究表面摩擦行为的学科。即研究相对运动或有相对运动趋势的相互作用表面间的摩擦、润滑和磨损，及其三者间相互关系的基础理论和技术。
仿生摩擦学【2】这个术语大约出现在20世纪90年代。在国内, 最早见于2006年戴振东等发表的一篇有关仿生摩擦学的综述。仿生摩擦学是应用仿生学的原理和方法, 研究类似于生物系统表面的功能特性的摩擦学科学与技术及其应用的一门交叉学科。仿生摩擦学的主要目标和任务是揭示生物异的摩擦学特性形成的机制以开发相应的仿生摩擦学技术, 并充分应用这种技术, 以发挥它在节能、减排和环境保护等方面不可替代的重要作用。
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