环文蛤贝壳微观形貌及摩擦学行为特性

环文蛤贝壳具有优异的力学性能，对其进行仿生设计并开发新材料已经成为研究热点。该文以辽宁营口的环文蛤贝壳为研究对象，应用 JSM-6700F 冷场发射扫描电子显微镜对环文蛤贝壳各层微观形貌结构进行了观察，发现角质层表面比较光滑，背面布满大量无规则的球形颗粒，而棱柱层表面存在大量孔洞，颗粒与孔洞提高了二者的有效接触面积，增强了结合强度，环文蛤的分泌黏液通过这些孔洞到达角质层表面，当粒径与孔洞处于嵌合状态时，在黏液的作用下使角质层与棱柱层紧密结合在一起，能够进一步地提高环文蛤贝壳的机械强度；采用微观摩擦磨损试验机 UMT 对环文蛤贝壳的摩擦性能进行测量，试验表明，试验因素对摩擦因数的影响大小依次为砂纸规格、法向载荷、时间、滑动速度；对磨损量的影响大小依次砂纸规格、时间、滑动速度、法向载荷。采用JSM-6360LV扫描电子显微镜对环文蛤贝壳磨损表面微观形貌进行观察，环文蛤贝壳的主要磨损机理为较低试验载荷条件下的磨料磨损和轻微剥层磨损，以及在较高试验载荷条件下的磨料磨损和严重剥层磨损。