1. 研究目的与意义
工业在国民经济中占有极其重要的地位，工业离不开流体机械，然而流体机械中的泄露问题往往会严重影响机械的可靠性与可操作性，甚至，在化工行业，一旦发生泄漏，轻则影响生产或使整个系统或工厂停产，重则发生中毒，火灾，爆炸和污染环境等。因此，流体机械的密封问题在工业尤其是在化学工业中具有极其重要的地位。
通常，流体通过密封面发生泄漏。造成泄漏问题的原因主要有两点，（1）密封面上有间隙，（2）密封面两侧有压差或者浓度差。消除或减轻任意一个因素，就可阻止或减少泄漏问题。密封技术所要解决的就是防止或减少泄漏。而机械密封是指靠一对或者多对作相对滑动的端面，在补偿机构的弹力和流体压力作用下，配以辅助密封零件保持贴合，最终达到阻止泄漏的轴封装置。但正是由于动环和静环的紧密贴合以及相对转动，便不可避免的会产生摩擦热，流体机械密封端面的摩擦热是导致密封面的润滑恶化和密封件的寿命缩短的重要原因。传统的流体机械密封端面是光滑密封面，然而通过大量的实验研究，发现机械密封的微孔端面结构可显著改善密封环的摩擦性能。
由于激光具有（1）定向发光，光束的发散度极小（2）亮度极高，能量密度极大等诸多优点，可以对固体材料进行雕刻，切割或者精细表面加工，而且，激光加工可以使周围的材料受到的很小的影响，所以一直以来许多研究人员都很青睐激光加工技术。大量的实验也表明，激光加工密封端面在操作中，端面温度和摩擦扭矩的升高都比普通的光滑密封面小得多，这说明，在密封端面上用激光加工合适的微孔后，可以改善密封端面的摩擦性能。
2. 国内外研究现状分析
密封件的应用可以追溯到15世纪，当时的密封件只是用在提水机上的简单弹性材料，这种密封件一直沿用到十八世纪初，之后不久，人们在这种极其简易的密封件上又增加了皮质的衬垫，在当今时代，一些特殊的场合仍可以见到这种简易的密封件。直到1940年，三角形密封件的发明才大大改善了以往简易密封件的局限性。而对端面微孔密封的研究则起源于上世纪80年代。在1996年，Estion提出了密封技术。在2005年，Q. Jane Wang不断优化微孔的几何参数，得到的结论如下:在高载低速条件下，微孔密度对润滑性能的影响很大;在低载高速条件下，存在的最佳微孔面积密度的范围是3%，其中5%最佳。
之后，于新奇等人在2006年指出多孔密封环端面的微孔密度和微孔深度对摩擦扭矩和端面温升有重要影响，且有一最佳微孔结构参数，另外，密封端面间的摩擦扭矩和端面温升随着轴向载荷增加而增大。万轶等人通过实验，得出随着载荷和速度的增大微孔结构摩擦副与光滑摩擦副相比，多孔端面密封可以将最大pv增大2.5倍。杜东波等人通过建立LST-MS的理论分析模型，应用有限元分析方法研究指出：当深径比＞0.2时，深径比对密封性能的影响较小，而当深径比≤0.2时，激光加工密封端面的开启力，摩擦力矩和液膜刚度随着深径比的增大而急剧下降；当微孔密度处于0.4至0.6之间时，密封可获得最大的液膜刚度和开启力。王霄等人在2007年通过建立多种槽型的数学模型并采用多重网格法研究发现：圆柱和圆锥造型的形成的油压区域明显小于球冠造型；在相同的微孔密度和槽深条件下，正三角形形成的油膜压力的区域较大，摩擦因数较小。姚燕生等人在2008年通过油润滑摩擦磨损试验的方法研究，指出表面网格造型优于常见的圆形，这与理论上网格具有良好的储屑能力和多路润滑油传送能力相一致。同年，周小乐等人通过计算端面的密封开启力，密封泄露率，液膜刚度以及摩擦力矩，得到了微孔几何参数和实验条件对密封性能的影响，综合考虑了增大动压力，降低泄漏和摩擦以及经济性，选择微孔半径为100μm，微孔面积密度为0.2，微孔深径比为0.3时比较合适。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：完成梯型槽端面密封摩擦磨损特性试验方案设计，试件制作，试验与测量，磨损量、试验数据的记录与处理等，通过梯型槽端面摩擦性能比较得出端面微结构尺寸对摩擦性能的影响。
进度计划：
a) 调研及查阅文献，写出开题报告, 查阅、翻译外文资料 2周
