[发明专利]一种长寿命钛合金超滑表面及其制备方法

权利要求书

1.一种长寿命钛合金超滑表面，其特征在于，其结构为在钛合金表面上生长TiO₂纳米管，以纳米管内部作为润滑油的储存仓库；TiO₂纳米管上方连接中空的冠状病毒型SiO₂，内部其中空结构可以作为润滑油的第二储存仓库；所述中空的冠状病毒型SiO₂的中心为一个中空的SiO₂圆球，表面上带有若干SiO₂纳米管，SiO₂纳米管与中空的SiO₂圆球相通。

2.根据权利要求1所述的长寿命钛合金超滑表面，其特征在于，TiO₂纳米管的长度为500-700微米、直径为200-350纳米。

3.根据权利要求1所述的长寿命钛合金超滑表面，其特征在于，中空的冠状病毒型SiO₂的尺寸为200～350nm；SiO₂纳米管长度为80～100nm，直径为10～20nm。

4.根据权利要求1所述的长寿命钛合金超滑表面，其特征在于，所述的润滑油为含有硅原子连接氢基结构的硅油。

5.一种如权利要求1所述长寿命钛合金超滑表面的制备方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：

步骤一、在钛合金表面制备TiO₂纳米管；

步骤二、制备冠状病毒型SiO₂；

步骤三、将冠状病毒型SiO₂镀膜到TiO₂纳米管上；

步骤四、注入润滑油。

其中，步骤二、制备冠状病毒型SiO₂的步骤如下：

1.将6.52-7.89wt％正硅酸乙酯溶解于95vol％环乙烷和5vol％戊醇的混合溶液中。

2.将3.1wt％溴化十六烷基吡啶和1.9wt％尿素溶于95wt％去离子水中。

3.将上述两种溶液混合，在室温下，1400rpm转速下搅拌30-120min,

4.将所得的溶液置于用四氟乙烯密封的微波反应器中，在120℃下反应4-16小时，反应完成后，将混合物冷却到室温，离心分离，风干24小时，550℃干燥6h，得到冠状病毒型SiO₂。

6.根据权利要求5所述的长寿命钛合金超滑表面的制备方法，其特征在于，步骤一、在钛合金表面制备TiO₂纳米管的步骤如下：

1.使用240目的砂纸打磨钛合金表面，之后使用600目的砂纸二次打磨，最后抛光处理。

2.使用无水乙醇、丙酮溶液超声清洗表面5-15分钟。

3.用去离子水冲洗表面，并在60-80℃的烘箱中干燥24小时；

4.在400℃的空气中煅烧2小时。

5.采用阳极氧化法以煅烧后的钛合金为阳极、以铂电极或者碳电极为阴极，两电极之间的距离为5cm，0.35-0.45wt％NH₄F、2.5-3.0vol％去离子水的乙二醇溶液为电解液采用恒压直流电流供电，电压为60-80V，反应48-72h，在钛合金表面制备出TiO₂纳米管。

7.根据权利要求5所述的长寿命钛合金超滑表面的制备方法，其特征在于，步骤三、将冠状病毒型SiO₂镀膜到TiO₂纳米管上的步骤如下：

将1wt％十七氟癸基三乙氧基硅烷和94wt％无水乙醇进行混合，之后将加入5wt％上述冠状病毒型SiO₂，搅拌30min之后得到混合溶液，使用提拉法将冠状病毒型SiO₂镀膜到TiO₂纳米管上。

8.根据权利要求5所述的长寿命钛合金超滑表面的制备方法，其特征在于，步骤四、注入润滑油的步骤如下：采用真空注入的方式，将带有冠状病毒型SiO₂的钛合金置于真空箱中，将带有氢基的硅氧烷置于有冠状病毒型SiO₂的钛片上方，之后抽真空，使得带有氢基的硅氧烷依靠重力进入到钛纳米管空腔内和冠状病毒型SiO₂的空腔和管束内。