仿生织构图案的设计、加工及应用的研究进展

• 作者: 吕延军 方重阳 邢志国 郭伟玲 黄艳斐 王海斗
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 仿生织构 耐磨减阻 疏水 吸附性 服役性能
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究综述
• 页码范围: 112-122,159
• 页数: 12页
• 分类号: TH117
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.02.012

摘要

表面织构在提升零件的耐磨性、界面接触的减摩性、材料表面的减阻性以及增强或降低材料的吸附性等方面展现出良好的效果.根据表面功能的不同,分别从耐磨表面、减阻表面、疏水表面、粘(脱)附性表面进行研究,综述了各种仿生织构的设计、加工及应用现状.研究发现,耐磨仿生织构图案尺寸相对较大,多在20μm以上,稳定的结构可以承受较大的外力;减阻疏水表面具有细微的突起状结构,能有效地通过微结构改变表面力学性能;粘附性表面得益于生物体微结构的形状尺寸,毛状微结构拥有良好的吸附性.加工方式上,激光刻蚀能精确控制加工尺寸和几何形状,化学刻蚀能得到更细微的表面形貌.仿生织构在机械密封、活塞环、刀具、滑动轴承及齿轮等应用上起到了良好的效果,但是截至目前,表面仿生织构研究较杂,并且未形成体系,相关设计和作用机理并不完善.通过分析仿生织构图案的功能性设计、多尺度复合加工和对零件服役性能的影响,为仿生织构图案的设计提供思路和更加科学的设计方法,并找到适合每种功能表面的加工技术.将仿生学应用于织构技术上,从生物体借鉴优良的功能特性,以期在工程上得到更广泛的应用.