材料科学论文_织构化涂层表面的黏附接触力学行

文章摘要:目的建立刚性微球与织构化涂层表面黏附接触数值分析模型，探究织构化涂层属性对微观接触副黏附力学性能的影响。方法基于Hamaker求和法以及Lennard-Jones势能定律，考虑织构高度对接触体间距离分布的影响以及涂层、织构材料属性对接触体间黏附作用力的影响，建立织构化涂层表面黏附接触力学模型并验证所提模型。基于所提模型，研究不同Tabor数下织构形貌、密度、高度以及涂层厚度对接触系统黏附力学性能的影响。结果在相同参数下，圆柱型织构黏附力最大，半椭球型织构次之，四棱锥型织构最小。织构密度从200个/μm²增加到4000个/μm²时，最大黏附力随着织构密度的增加而增加，圆柱型织构增加约5～6倍，四棱锥型织构增加约1.5倍。随着织构高度从1ε_bs增加至30ε_bs，最大黏附力减小，四棱锥型织构减小最多，约为原来的1%，圆柱形织构减小最少，约为原来的90%。涂层厚度能够影响黏附作用力的大小，但影响规律与织构化涂层的Tabor数及织构高度相关。随着涂层厚度从1ε_bs增加至16ε_bs，大Tabor数时黏附作用力逐渐增加，小Tabor数时黏附作用力逐渐减小。Tabor数较大，织构高度较小时，黏附作用力-接近距离曲线会出现二次峰值。结论论文揭示了织构形貌、密度、高度、涂层厚度对接触系统黏附力学性能的影响，总结了黏附作用力与最大黏附力的变化规律，所得规律可为工程实践中的黏附微纳米结构设计与应用提供理论指导。

文章关键词:

论文分类号:TB306

文章来源：《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2022/0122/912.html