拓扑增强型微凹坑阵列抑制不锈钢表面润滑油的温致热毛细迁移效应研究

针对温度梯度下不锈钢表面润滑油热毛细迁移导致的局部油膜耗竭问题，来自国内的研究团队通过激光直写技术构建微凹坑阵列限域结构，系统研究不同间距与直径的微坑对PAO4油滴迁移行为的调控机制。实验表明微凹坑通过钉扎效应显著抑制油滴迁移，结合润滑理论及修正Navier–Stokes方程建立了热迁移动力学模型，为织构化润滑表面设计提供新思路。

　　

针对温度梯度作用下不锈钢表面润滑油因热毛细迁移（thermocapillary migration）导致的局部油膜耗竭问题，本研究提出基于激光直写技术（laser direct-writing）的微凹坑阵列限域调控策略。通过负离子化激光烧蚀工艺在304不锈钢表面制备具有重铸层厚度的微凹坑结构，系统探究不同凹坑间距与直径对PAO4油滴热迁移行为的调控机制。实验结果表明，微凹坑通过结构钉扎效应（pinning effect）显著抑制油滴迁移，改变凹坑直径可直接影响钉扎线密度，进而调控稳态迁移距离。基于润滑理论（lubrication theory）和修正的Navier–Stokes方程，建立了微凹坑结构化表面润滑油热迁移动力学模型，为表面张力梯度驱动、黏性耗散与钉扎阻力等多场耦合机制的探索提供理论参考。该研究为织构化润滑表面的设计与加工提供了创新性思路。