织构化表面形貌
不同织构图案试样的摩擦因数
不同织构间距试样的磨损率
试样的微观磨损形貌
试样的SEM及EDS检测结果
试样的等效应力云图
不同试样摩擦生热的最高温度曲线
1）利用紫外激光加工技术，在单晶硅试样表面加工间距分别为0.1、0.2、0.3 mm的圆形、条形、圆形网状和六边形网状织构。在激光加工过程中形成的凸起、坑洼缺陷等会使试样的表面粗糙度增大。
2）基于MRTR-1摩擦磨损实验机进行了回转式摩擦实验，研究了在0.5 N、300 r/min时织构参数对单晶硅干摩擦条件下试样摩擦学性能的影响，不同织构参数的试样具有不同的减摩效果。基于激光加工原因，部分织构试样不能起到降低摩擦因数的作用，但织构试样的摩擦因数曲线均明显比无织构试样平稳。其中，间距0.1 mm的六边形网状织构具有最低的摩擦因数，减摩效果最好。通过测量实验前后试样质量的变化发现，所有织构试样均能有效降低磨损率，其中织构间距为0.3 mm的六边形网状织构试样的磨损率最小，抗磨效果最好。
3）通过观察分析试样的磨损形貌发现，无织构的单晶硅试样的磨损形式主要为磨粒磨损和黏着磨损，而织构化单晶硅试样后，能够起到减少摩擦生热、收集磨屑的作用，从而减轻磨损，并保护材料表面。
4）通过有限元分析发现，在试样表面加工织构会影响其结构强度。织构密度越高，则试样的结构强度越低，且在织构转折位置出现了应力集中现象。在实际应用中，这些位置的织构容易损坏失效，因此在加工织构时应选择等效应力较小且摩擦性能良好的织构类型。此外，表面织构还会提高单晶硅试样的散热能力，抑制单晶硅表面的氧化反应，有利于减摩抗磨。
周意皓, 陈文刚, 程家豪, 等. 激光织构形状间距对单晶硅摩擦磨损特性的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(11): 127-139.
ZHOU Yihao, CHEN Wengang, CHENG Jiahao, et al. Effect of Laser Texture Shape Spacing on Friction and Wear Characteristics of Monocrystalline Silicon[J]. Surface Technology, 2024, 53(11): 127-139.
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审核|汪 潇
编辑|邓李旸
