Page 44 - 摩擦学学报2025年第9期

1298 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

表 2 激光织构工艺与相对应的水接触角
Table 2 Process of laser textures and the corresponding contact angle
Pattern Number of processes Velocity/(mm/s) Power/W Frequency/kHz Contact angle/(°)
Grid laser lattice with line
7 500 16.5 20 143
spacing of 0.05 mm
Grid laser lattice with line 7 500 16.5 20 135
spacing of 0.10 mm 7 500 10.5 20 139
Grid laser lattice with line 7 500 16.5 20 144
spacing of 0.20 mm 7 500 10.5 20 137
0.05 mm (spacing) ×0.10 mm
7 400 15 20 123
(diameter) laser lattice
0.10 mm (spacing) ×0.10 mm 7 400 15 20 132
(diameter) laser lattice 7 400 15 60 119
0.20 mm (spacing) ×0.10 mm 7 200 15 20 123
(diameter) laser lattice 3 200 15 20 118

0.2 mm
φ0.1 mm
0.2 mm

0.1 mm

0.1 mm
(a) 0.10 mm (spacing) × 0.10 mm (diameter) laser lattice (b) Grid laser lattice with line spacing of 0.20 mm

Fig. 1 Texture pattern: (a) 0.10 mm (spacing) ×0.10 mm (diameter) laser lattice; (b) grid laser lattice with line spacing of 0.20 mm
图 1 织构图案：(a) 0.1 mm (间距)×0.1 mm (直径)点阵；(b) 0.2 mm间距网格

表 3 激光织构参数
Table 3 Parameters of laser textures
Pattern Number of processes Velocity/(mm/s) Power/W Frequency/kHz
0.1 mm (spacing) ×0.1 mm (diameter) laser lattice 7 400 15 20
Grid laser lattice with line spacing of 0.2 mm 7 500 16.5 20

基结合力，以30 N/min的加载速度施加载荷，终止载荷 2 结果与讨论
设置为40 N，划痕长度为5 mm；采用纳米压痕仪(STEP 2.1 DLC涂层的结构和表面形貌
E400, Anton Paar)测试涂层的硬度；采用三维轮廓仪 图2所示为未织构304不锈钢表面F-DLC涂层的
(UP-Sigma, Rtec Instruments)对表面粗糙度进行了分 截面形貌的SEM照片，涂层分为3层，厚度为6.94 μm，
析. 采用接触角测量仪(SDC-350SE, 晟鼎精密仪器有 从下到上依次为Si过渡层、F-Si-DLC中间层和F-DLC
限公司)测量不同基底下各个表面的静态水接触角， 顶层. 涂层均匀分布，没有明显脱落和缺陷，涂层的硬
水滴体积为5 μL，每种表面在5个不同位置测量以确 度达到21 GPa，与基材的结合力为12 N.
保表面疏水性能的均匀性，测量结果误差超过2°；采 微织构处理及微织构处理后沉积涂层表面形貌
3
用摩擦磨损试验机(TRB , Anton Paar)进行摩擦学性 的SEM照片如图3所示. 随着激光功率增大，激光强度
能测试，测试条件为干摩擦，载荷2 N，频率5 Hz，摩擦 增大，织构的图案深度增加. 对不锈钢基底进行图1所
行程4 mm，试验时间0.5 h，研究F-DLC涂层和织构处 示的2种图案的织构后再沉积F-DLC涂层，涂层均未
理后沉积的F-DLC涂层的摩擦学行为，每种表面均进 发生明显的脱落，呈现较均匀的结构，无明显缺陷. 通
行3次摩擦试验以确保数据的准确性. 过激光织构后未沉积涂层表面的SEM照片来看，304