不銹鋼管表面防粘是固體表面的一個重要特征。液體粘附現象也是自然界中最常見的界面現象之一,它直接影響流體在不銹鋼管表面的流動和相變特性。目前,國內外學者對表面液體粘附現象進行了大量的實驗和理論分析,但現有的研究主要集中在光滑表面和具有規則粗糙結構的結構化表面,對不銹鋼管加工表面的潤濕和粘附行為的了解相對缺乏。同時,小直徑不銹鋼管因其耐腐蝕性不銹鋼U型管和高耐熱性而被廣泛應用于精密醫療、航空航天和半導體行業。然而,如何制備具有強附著力的不銹鋼管道內表面一直是研究者關注的焦點。
通過綜合分析國內外研究者在固體材料表面防粘和不銹鋼管內表面拋光技術領域的研究方法和實驗結果,發現目前對表面粘著現象的研究還比較缺乏,沒有系統完善的理論來指導管道防粘內表面的制備,也缺乏一種可行的低成本的不銹鋼管內表面制備技術。因此,本文采用理論分析和實驗對比的方法,從固體材料表面防粘機理和管道內表面拋光技術兩個方面進行深入研究。
根據液體在固體表面的粘附機理,結合固液界面粘附功理論和光滑固體表面潤濕模型,分析液體在加工粗糙表面上的鋪展過程,研究固液氣三相接觸線的動態運動特性,進而直接分析液體粘附過程,建立基于最小系統不銹鋼換熱器管自由能的接觸線鋪展模型,為管道防粘附表面的制備提供理論指導。進行了加工表面潤濕實驗,采用靜態接觸角測量方法驗證了理論模型的正確性。
關于小直徑管道防粘內表面的制備,張文討論了目前電化學拋光技術在大縱橫比小直徑管道內表面加工中的缺陷和不足,給出了可操作性強、加工成本低的管道內表面電化學拋光方案。分析了電化學拋光的機理。實驗研究了工具電極轉速、工具電極進給速度、加工間隙、電流密度、電解液溫度、電解液流速和加工時間對拋光質量的影響,為優化管道內表面拋光工藝提供了依據