System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 可变摩擦力功能表面、制备方法及接触摩擦力调节方法技术_技高网

可变摩擦力功能表面、制备方法及接触摩擦力调节方法技术

技术编号:40007920 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-16 14:48
本发明专利技术提供了一种可变摩擦力功能表面、制备方法及接触摩擦力调节方法,功能表面包括金属基材底层,所述金属基材底层上设置有功能表层;功能表层为形状记忆合金层,所述形状记忆合金层上均布有若干微米级的凸起部;相邻的凸起部之间形成通道;凸起部的外端面为弧面,所述凸起部的外端面均布有若干微孔,凸起部的外端面设置电镀保护层;凸起部为形状记忆合金材质,凸起部的外端面的形状可变,初始状态下凸起部的外端面与作用面的接触面积小,在施加法向力接触力后,凸起部能产生塑性形变,凸起部的外端面与作用面的接触面积增大,以增大摩擦力,受热场作用后,凸起部会恢复到初始状态,以降低摩擦力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医用材料,尤其涉及一种可变摩擦力功能表面、制备方法及接触摩擦力调节方法


技术介绍

1、在功能材料领域,国内外学者对抗菌性、润湿性、增减摩性,防脱附性等功能机制进行了大量的研究,通过软光刻、电化学腐蚀、静电纺丝、激光刻蚀等特种加工方法制备出相应的表面,可应用于生物材料、接触界面、传感器以及3d打印等领域。

2、目前,关于实时动态可调节接触摩擦能力的功能表面研究较少,例如在微创医疗领域,医者在使用介入式器械如手术钳时,常常因缺乏精准力感知、反馈与控制环节,造成接触组织滑脱,需要的功能是在需要夹持时增大接触力,器械处理完成后,可调节接触力使其脱落。常见的解决方法有表面机械联锁和粘合剂粘附;机械联锁利用增强法向接触力的办法增强摩擦力,常常采用锯齿形或波纹阵列形状增强接触应力,同时也会造成接触组织损伤;粘合剂粘附在处于湿润环境时,胶粘剂与接触组织易被水分隔开不能充分接触,产生失效。

3、目前也有研究者将仿生方法用于增强粘附力的表面设计、制备但由于现有的功能表面与基质材料之间界面结合强度低,增强粘附功能有限,并且在进行脱落动作时较难控制。所以实时调节增减摩表面还有待进一步开发。


技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题,本专利技术的提供一种可变摩擦力功能表面、制备方法及接触摩擦力调节方法。

2、本专利技术的目之一是,提供一种可变摩擦力功能表面:

3、包括金属基材底层,所述金属基材底层上设置有功能表层;

4、所述功能表层为形状记忆合金层,所述形状记忆合金层上均布有若干微米级的凸起部;

5、相邻的凸起部之间形成通道;

6、所述凸起部的外端面为弧面,所述凸起部的外端面均布有若干微孔。

7、在本专利技术较佳的技术方案中,所述凸起部的外端面设置电镀保护层。

8、在本专利技术较佳的技术方案中,所述凸起部包括依次设置的半球型顶部、倒锥形连接部及锥形台座。

9、在本专利技术较佳的技术方案中,所述倒锥形连接部包括依次设置的弧形过渡部、倒锥部;

10、所述弧形过渡部连接半球型顶部,所述倒锥部连接锥形台座。

11、在本专利技术较佳的技术方案中,所述锥形台座包括依次设置的第一锥度表面、第二锥度面;

12、所述第一锥度表面连接倒锥形连接部,所述第二锥度面连接金属基材底层。

13、在本专利技术较佳的技术方案中,所述第一锥度表面的锥度为1:5;所述第二锥度表面的锥度为1:3。

14、在本专利技术较佳的技术方案中,所述金属基材底层为不锈钢,所述形状记忆合金层为镍钛合金。

15、本专利技术的目之二是,提供一种可变摩擦力功能表面的制备方法,用于加工制备上述的可变摩擦力功能表面,包括以下步骤:

16、s1:采用粉末冶金方法将形状记忆合金复合在金属基材上;

17、先将混合均匀的形状记忆合金粉末平铺在金属基材表面进行压制,然后在保护性气体氦气环境下进行高温烧蚀,获取复合板;

18、s2:对复合板进行热处理,在450℃环境下保温30min;

19、s3:采用激光加工技术在复合板表面加工出凸起部;

20、s4:在凸起部外端电镀保护层;

21、s5:采用激光加工技术在凸起部外端进行点阵扫加工出若干微孔;

22、s6:对复合板进行表面清洗及干燥。

23、本专利技术的目之三是,提供一种接触摩擦力调节方法:

24、使用功能表面进行摩擦力调节;

25、所述功能表面为上述的可变摩擦力功能表面;

26、将功能表层与作用面贴合;

27、需要增大摩擦力时,对功能表面施加法向力,法向为凸起部的轴向,使形状记忆合金层外端面受力发生塑性变形,以增加功能表面与作用面的接触面积;

28、需要减小摩擦力时,对功能表面进行加热,使形状记忆合金层恢复成初始形状,以降低功能表面与作用面的接触面积。

29、在本专利技术较佳的技术方案中,对功能表面进行加热具体为:通过外部加热电极产生热场对功能表面进行加热。

30、本专利技术的有益效果为:

31、凸起部为形状记忆合金材质,凸起部的外端面的形状可变,初始状态下凸起部的外端面与作用面的接触面积小,在施加法向力接触力后,凸起部能产生塑性形变,凸起部的外端面与作用面的接触面积增大,以增大摩擦力,受热场作用后,凸起部会恢复到初始状态,以降低摩擦力。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可变摩擦力功能表面,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

5.根据权利要求3所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

8.一种可变摩擦力功能表面的制备方法,其特征在于:

9.一种接触摩擦力调节方法,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的接触摩擦力调节方法,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种可变摩擦力功能表面,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

5.根据权利要求3所述的可变摩擦力功能表面,其特征在于:

【专利技术属性】
技术研发人员:隋建波江一平江剑浩杜鑫豪林栩颖王成勇
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1