激光加工SiC密封表面润湿特性实验研究

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Experimental Research on W ettability of Laser Processed SiC SurfaceMa Chunhong Bai Shaoxian Peng Xudong(Engineering Research Center of Process Equipment and Its Remanufacture，Ministry of Education，Zhejiang University of Technology，Hangzhou Zhejiang 310012，China)Abstract：The influence of laser processing on the wetability characteristic of silicon carbide(SiC)surfaces was stud-ied through testing the surfacescontact angle before and after laser processing.Different morphologies of SiC surfaceswere fabricated by fiber optic laser，and the 3 D geometric morphology and chemical composition were measured by 3 Dwhite interferometer and Raman spectrometric，respectively.The contact angles were measured by Dataphysics video con-tact angle analyzer using sessile drop method.Experiment results show that the roughness of SiC surface is increasedthrough laser processing，the hydrophobic behaviors are improved，and the contact angle is increased to 1 1 1.3。after laserprocessing，compared with 88.7。on the smooth surface.On the micro-porous SiC surfaces，the hole is immersed quicklyby drop，and the contact angle is reduced quickly until the hole is filed with drop。

Keywords：dry gas seal；silicon carbide；wetability；contact angle干气密封运转过程中，温度降低易导致密封端面间流体的液相析出，而表面润湿性直接影响液体在密封端面的吸附规律 ，并最终影响密封运转稳定性↑年来 ，激光加工特定表面几何形貌改善表面润湿性能的研 究 受 到 人 们 的 重 视。Mirhosseini等 采 用Nd：YAG激光器在 Ti-6Al4V基体表面加工微孔织构 ，改变微孔直径及微孔间距 ，表面接触角由 55。增加到76。。Luo等 采用短脉冲准分子激光器在 316不锈钢表面加工方形凸台织构，通过调节激光加工参数，改变表面几何尺寸，可使得表面接触角由68.5。

增加到130。。Wang等 采用紫外泵浦激光器激光在si基表面加工孔径为 15 Ixm，深为 8 m的微孔型织基金 项 目：国家 自然 科 学基 金 资助 项 目 (51175470；51275473)；浙 江 省 公 益 性 技 术 应 用 研 究 计 划 项 目(2011C21010)；清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金资助项 目 (sKLTKF11BO1)。

收稿 日期 ：2012-10-23作者简介 ：马春红 (1989-)，女，硕士研究生，研究方向为流体密封技术.E-mail：machunhong###126.com。

构，可使表面接触角由64.2。增加到 97.5。。Tseng等 在 Si基表面上加工-定尺寸的微孔织构，得到液滴在0.514 7 S内迅速消失，与光滑表面上的47.9。

相比，明显减校彭旭东等 研究了疏水表面的自密封性能对于机械密封的影响，理论上证明采用疏水材料型面可以在保证开启性能及密封性能的前提下，减少泄漏率。

为得到激光加工对于密封端面润湿性能的影响，以得到可控润湿性的表面，从而除去密封端面间凝结的水分，本文作者采用光纤激光器制备了不同形貌的SiC表面，利用三维白光干涉仪和拉曼光谱分析仪测定了表面形貌及表 面化学成分，采用 Dataphysics光学视频接触角测量仪测量了激光加工密封端面的接触角，开展了SiC表面润湿性的试验研究。

1 试验研究表面润湿性是表征固体表面特性的重要性质，其主要影响因素为表面几何形貌及表面化学组成。为了研究激光加工对于表面性质的影响，分别采用三维白光干涉仪和拉曼光谱仪分析激光加工前后几何形貌与化学成分的变化情况。