納米材料涂層在腸衣長度測量機驅動輪上的應用研究.pdf

1、在農業(yè)工程中，腸衣生產是頗具價值經(jīng)濟活動。腸衣在測量長度過程中多為工人手工測量，測量效率低，誤差大，因腸衣長度的誤差極易引起交易雙方的糾紛。針對此現(xiàn)狀，本研究前期研發(fā)了一種基于PLC和觸摸屏技術的腸衣長度測量設備，自動化程度高，可以提高測量腸衣的精度和速度，解決手工測量誤差，提高生產效率。但在腸衣測量實驗過程中發(fā)現(xiàn)，腸衣在濕潤條件下具備光滑、油膩和彈性強等特性并且腸衣上存在水和油等物質，塑料和不銹鋼制造的驅動輪經(jīng)機械加工和拋光后表面光亮

2、，平整，但與水、油有很好的吸附能力，腸衣與驅動輪之間有時發(fā)生粘連現(xiàn)象，影響腸衣測量機推廣應用。如何使驅動輪表層產生疏油和疏水特性是解決腸衣粘連問題的重要研究途徑。
　　 查新資料表明一些納米材料具有疏油、疏水等特殊功能。前期研究發(fā)現(xiàn)磁控濺射TiN薄膜技術可在不銹鋼基體制備納米材料薄膜。在腸衣測量機驅動輪表面設計一層合適的納米材料涂層，大幅度降低驅動輪表面的吸附能力，能消除與腸衣的粘連問題。磁控濺射技術是制備納米薄膜方法之一，相比

3、較其他薄膜制備方法具有沉積速度快、基體溫升低、對膜層的損傷小、膜層與基片結合好、純度高、致密性好，成膜均勻性好等優(yōu)點。對于大部分材料，只要能制成靶材就可以實現(xiàn)濺射，在大面積零件上能夠獲得厚度均勻的薄膜，通過改變工藝參數(shù)和條件控制有可能形成納米級薄膜。
　　 按照上述理論研究基礎，本研究選擇磁控濺射技術，應用了SP-0707AS型中頻反應磁控濺射鍍膜機。由于腸衣多用于食品和醫(yī)療等領域。因此，腸衣測量機驅動輪材料選用不銹鋼制造，表面

4、涂層材料需要選取Ti、N2等對人體無毒無害的材料。
　　 通過實驗設計，開展多輪實驗研究，通過調整濺射金屬材料和工藝參數(shù)，使濺射形成的化合物產生堆積效應，在不銹鋼試片上制備出納米級薄膜材料。經(jīng)過疏油疏水實驗，驗證不銹鋼試片納米級薄膜具備疏油疏水效果，采用掃描電鏡觀察和測量了不銹鋼表面涂層形態(tài)和尺寸，使用鹽霧試驗機測定了涂層的抗蝕能力，采用劃格試驗法測試了涂層的附著力，在不銹鋼試片上研究出制備疏油疏水性能良好的納米材料涂層的工藝參