逾渗理论驱动的表面微结构对滑动摩擦润湿性影响深入研究

本文主要探讨了表面润湿性对滑动接触界面摩擦特性的重要影响。由董青、刘小君和刘焜三位作者合作完成的首发论文，基于逾渗理论提出了创新的设计思路，该理论通常用于描述材料内部孔隙结构的渗透行为。他们通过使用激光打标机在铝合金6016表面创建了面积占有率不同的表面微织构，这是一种精细的表面纹理处理方式，旨在改变材料的物理性能，如摩擦系数。 他们利用先进的VK-X100形状测量激光显微系统对这些表面进行精确的测量和表征，以评估其微观结构特征。接着，通过接触角测量仪研究了两种不同润滑油在不同织构表面的润湿性能，这直接影响到润滑效果和摩擦力的产生。研究发现，表面形貌呈现出临界特性，即当表面结构达到特定程度时，其润湿性会显著影响摩擦性能。 在滑动接触界面的油润滑实验中，作者系统地分析了各种三维表面形貌参数，如表面高度算术平均值Sa（表示粗糙度）、中心区高度Sk（衡量表面局部凸起）、谷区平均空体体积Vvv（反映凹陷区域）以及中心区平均空体体积Vvc（描述孔隙分布）对摩擦系数的影响。这些参数的改变揭示了表面结构如何影响润滑剂的铺展和流动，从而影响摩擦力的产生。 文章进一步结合表面形貌的临界特性与润湿性，深入解析了摩擦性能变化的物理机制。通过这项研究，作者不仅提供了优化表面微结构设计以改善滑动接触界面摩擦性能的新途径，也为摩擦学领域的理论理解和实际应用提供了有价值的数据支持。整个研究过程涵盖了从理论设计到实验验证的完整链条，体现了作者们在表面工程和摩擦学方面的深厚功底。