袁恒迪,刘奇,朱帅,董光能.电场驱动下卵磷脂颗粒在织构表面的聚集与润滑[J].表面技术,2024,53(21):63-72.
YUAN Hengdi,LIU Qi,ZHU Shuai,DONG Guangneng.Aggregation and Lubrication of Nanoparticle Aggregation in Textured Surfaces by Electric Fields Manipulation[J].Surface Technology,2024,53(21):63-72 |
| 电场驱动下卵磷脂颗粒在织构表面的聚集与润滑 |
| Aggregation and Lubrication of Nanoparticle Aggregation in Textured Surfaces by Electric Fields Manipulation |
| 投稿时间：2023-11-22 修订日期：2024-03-12 |
| DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.21.008 |
| 中文关键词: 表面织构 纳米粒子 电泳 摩擦 磨损 |
| 英文关键词:surface texture nanoparticles electrophoresis friction wear |
| 基金项目:国家自然科学基金(51975454) |
| 作者 | 单位 |
| 袁恒迪 | 西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室，西安 710049 |
| 刘奇 | 江苏师范大学，机电工程学院，江苏 徐州 221116 |
| 朱帅 | 西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室，西安 710049 |
| 董光能 | 西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室，西安 710049 |
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| Author | Institution |
| YUAN Hengdi | Key Laboratory of Modern Design and Rotor-bearing System of Education Ministry, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, China |
| LIU Qi | School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Jiangsu Xuzhou 221116, China |
| ZHU Shuai | Key Laboratory of Modern Design and Rotor-bearing System of Education Ministry, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, China |
| DONG Guangneng | Key Laboratory of Modern Design and Rotor-bearing System of Education Ministry, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, China |
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| 中文摘要: |
| 目的 研究利用电场在钛合金(Ti6Al4V)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦界面聚集的卵磷脂颗粒的润滑性能。 方法 制备卵磷脂分散纳米溶液，探究不同分散剂对颗粒分散度的影响。对Ti6Al4V盘表面进行织构化处理，利用电场操纵卵磷脂纳米颗粒聚集，通过扫描电子显微镜(SEM)表征颗粒聚集效果，并评价在织构化和卵磷脂润滑颗粒聚集协同处理下Ti6Al4V金属盘表面的摩擦学性能。结果 将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂，使用超声制备的纳米乳液的粒径为200~500 nm。使用激光共聚焦显微镜(CLSM)观测到在卵磷脂溶液通电后的织构表面的深度比同参数未通电织构表面的深度减小了9.9 μm，证实通电后织构内部存在卵磷脂微颗粒的聚集。采用SEM观测不同电流密度下的织构盘表面发现，在大电流密度下织构盘表面整体被卵磷脂层覆盖，出现轻微氧化，表面氧化物的主要成分为金红石型TiO2，加剧了UHMWPE的磨损。在小电流密度下，卵磷脂颗粒被填充在织构内部，织构盘表面的润滑性能更佳。聚集了纳米颗粒的Ti6Al4V织构盘的润滑性能良好，其摩擦因数最低可达0.075。结论 利用电场驱动卵磷脂颗粒在摩擦界面聚集，实现了预期的减摩抗磨效果。当电流密度较小时，所聚集的卵磷脂层的润滑效果更佳。 |
| 英文摘要: |
| It is an advanced lubrication technology to manipulate the aggregation of lecithin particles by an electric field, which can improve the lubrication properties of friction surfaces by the synergistic effect of lubricating particles and texture. This work aims to solve the problems of high adhesion wear and friction of titanium alloy (Ti6Al4V) and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) artificial joint materials. The lubrication lecithin particles were aggregated at the friction interface by an electric field to achieve the effect of friction reduction and anti-wear. |
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