[发明专利]一种基于流体动压润滑的表面结构及其应用

摘要

本发明公开了一种基于流体动压润滑的表面结构，其通过表面改性方式，使表层构造有纳米结构凸台，凸台表层覆有低表面能的含氟聚合物，使该区域具有疏油性，在摩擦副发生相对运动期间，当达到一定的相对运动速度时，表层没有纳米凸台区域近壁面的油液运动速度与壁面速度相同，表层具有纳米凸台区域近壁面的油液与壁面生成由液体‑气体、液体‑固体组成的复合型界面，由于同一切向面的液体之间具有一定的流速差，即使是处于平行相对运动的摩擦副表面之间的油液由于速度差的存在也能使其局部产生压力，有利于摩擦副两表面分离，形成流体润滑，特别是在乏油工况下该结构也能将离散分布于摩擦副表面的油液聚集并产生局部压力，利于流体润滑。

主权项

1.一种基于流体动压润滑的表面结构，其特征在于，该结构运用表面改性的方式在摩擦副表面形成条纹分布的疏油区域(1)，具有该结构的摩擦副在工作时，未改性区的油液与固体表面主要形成液‑固界面，其界面滑移长度无限接近于零；处于疏油区域(1)的油液由于范德华力的作用使其形成具有液‑气(3)和液‑固(4)的复合型界面，使滑移长度增加，具有该表面结构的摩擦副由于界面局部滑移长度的差异性，使其在工作条件下近壁面处油液存在速度差产生局部压力，以便有利于两摩擦副表面分离，有利于形成流体润滑；所述疏油区域的表面具有纳米尺度的凸台(2)，所述凸台(2)表层覆有低表面能的含氟聚合物，所述凸台(2)为圆柱体或长方体，所对应的圆柱体的直径或长方体的边长d＝10‑300nm，间距g＝10‑300nm；该结构依靠具有不同边界滑移长度区域相邻的边界，使近壁面处液体产生速度差，疏油区域形状可根据摩擦副表面形状进行调整，疏油区(1)之间的间隔范围n为0.001‑20mm，宽度范围m为0.001‑20mm。