8、耐用超疏水表面的开发与应用

耐用超疏水表面的开发与应用

在工业领域，材料的性能和防护至关重要。其中，超疏水表面的研究和应用为解决许多实际问题提供了新的思路。本文将围绕超疏水表面的开发、相关实验以及应用等方面进行详细介绍。

1. 高速淹没水射流空化侵蚀测试

在材料研究中，空化侵蚀是一个重要的研究方向。为了研究材料的空化侵蚀性能，开发了高速淹没水射流空化侵蚀测试台。该测试台的标本支架在间距和攻角方面具有灵活性，喷嘴和标本支架完全浸没在水中。当喷嘴尖端速度增加时，压力会降至饱和蒸气压以下，从而产生气泡和空化云，空化云是导致目标材料空化侵蚀的主要原因。

在对SS410钢的空化侵蚀实验中，选用直径25mm的锻造棒材，制备直径25mm、厚度4mm的标本。分析了射流速度和间距（SOD）等参数对空化侵蚀的影响，选取了三个速度水平（35、30和25m/s）和三个SOD（5、10和15cm），按照全因子技术进行九种参数组合实验，攻角保持90°，喷嘴直径为3mm。实验前对标本进行抛光和丙酮清洗，每个标本暴露在空化侵蚀条件下10小时。

空化侵蚀通过测量质量损失来评估，因为随着时间推移，凹坑可能重叠，测量质量损失更准确。实验结果如下表所示：
|序号|实验运行|速度（m/s）|SOD（cm）|质量损失×10⁻³（gm）|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|运行1|25|5|5.6|
|2|运行2|25|10|6.3|
|3|运行3|25|15|4.8|
|4|运行4|30|5|8.3|
|5|运行5|30|10|8.5|
|6|运行6|30|15|6.1|
|7|运行7|35|5|