Вплив поверхневих текстур сплаву NiTi, виготовлених мікрофрезеруванням, на статичні та динамічні кути змочування

Abstract

Характеристики змочування поверхонь матеріалів мають важливе значення для їх застосування в біомедицині, приладо- та машинобудуванні, а також в інших галузях промисловості. Аустенітні сплави NiTi використовуються в цих сферах завдяки унікальному поєднанню ефекту пам’яті форми, надпружності та біосумісності. Формування поверхневих текстур методом мікрофрезерування змінює топографію поверхні, що зумовлює модифікацію її змочувальних властивостей. Оскільки поведінка змочування мікрофрезерованих текстур поверхонь аустенітного сплаву Ni56,5Ti43,5 залишається недостатньо вивченою, у даній роботі експериментально досліджено вплив мезомасштабних (200–1000 мкм) текстур у вигляді мікропазів, мікростовпчиків та мікроямок на статичні та динамічні кути змочування водою. Проведено порівняння видимих кутів змочування текстурованих поверхонь з еталонними зразками, отриманими шліфуванням і поліруванням. Показано, що змочування мікрофрезерованих поверхонь гідрофільного сплаву NiTi є некомпозитним і може мати як ізотропний, так і анізотропний характер залежно від топографії поверхні. Встановлено взаємозв’язок між геометрією текстур і поведінкою змочування, а також проаналізовано особливості руху краплі по текстурованих поверхнях. Експериментально підтверджено, що мікрофрезеровані мезомасштабні текстури здатні зміщувати режим змочування у стан, за якого домінує закріплення трифазної лінії контакту з високим гістерезисом кута змочування. Таким чином, технологія мікрофрезерного текстурування забезпечує ефективне керування змочувальними властивостями сплаву NiTi, зокрема динамікою трифазної лінії контакту, та відкриває перспективи цілеспрямованого керування змочуванням шляхом варіювання геометрії текстур для застосування у біомедичних та інженерних системах.