針對目前已有的大多數(shù)疏水涂層的長效服役性能較差的問題,本文研究了一種多孔無機磷酸鹽涂層的制備工藝與性能,探討了磷酸鹽粘結(jié)劑的固化工藝以及碳化硅骨料含量、造孔劑種類與含量對磷酸鹽涂層的形貌、硬度、涂層結(jié)合力、摩擦磨損性能的影響。并利用真空浸涂超疏水材料對多孔的磷酸鹽涂層進行疏水改性成功制備了超疏水的多孔磷酸鹽涂層,著重研究了其疏水性能、中性鹽霧試驗下的耐腐蝕性能與機理。研究結(jié)果表明,通過熱分析結(jié)合X射線衍射分析（XRD）可以確定多孔磷酸鹽涂層的最佳固化工藝為400℃之前緩慢升溫,每30min升50℃,在150℃和200℃各保溫1h,然后400℃保溫2h,之后隨爐冷卻。選用3-10微米的聚苯乙烯微球作為造孔劑,與之相匹配的作為骨料的陶瓷顆粒粒徑為0.5-1微米的碳化硅顆粒。制備的多孔磷酸鹽涂層厚度在50-100μm之間,硬度50-600Hv之間,涂層硬度隨著骨料含量的增高而增高,隨著孔隙率的增高而降低。當碳化硅含量占粘結(jié)劑質(zhì)量60%時涂層相對具有更好的摩擦磨損性能,該成分點的涂層表面均勻致密,與基體結(jié)合緊密,摩擦系數(shù)穩(wěn)定在0.64附近,磨損量較小,隨著造孔劑的加入,涂層機械強度與摩擦磨損性... 

【文章來源】：上海交通大學上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

楊氏表面張力分布及接觸角示意圖

圖 1-2 液滴接觸角在不同親疏水性表面的示意圖Fig.1-2 Schematic of contact angle (CA) for a water drop placed on surfaces of differenthydrophobicities楊氏靜態(tài)接觸角方程的成立條件是固體表面平滑、剛性、均勻、水平，然際生活中的材料表面不可能絕對光滑平整，必然會存在缺陷和瑕疵導致表面一定的粗糙度。而材料表面的粗糙度會影響液體的潤濕行為[44]，目前有兩種遍接受的模型能夠在這樣的現(xiàn)實基礎上對楊氏靜態(tài)接觸角方程進行補充，36年提出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗糙表面

的模型能夠在這樣的現(xiàn)實基礎上對楊氏靜態(tài)接觸角方程進行出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗楊氏接觸角方程進行了修正，Wenzel方程如 所示，cosθW=r(γSV-γSL)/γLV=rcosθY粗糙表面的實際接觸角，r為材料表面的粗糙度，是粗糙表面實的比值。由于實際物體表面的r>1，所以對于疏水表面(θY>90°)性越好，而對于親水性表面(θY<90°)，粗糙度r越大親水性越好。礎上，Cassie與Baxter再次進行了補充與修正。與Wenzel所認為在粗糙表面與固體完全接觸不同，他們認為在粗糙表面液滴部部分與粗糙表面的空隙接觸，如圖 所示。因此Cassie與Baxte觸角方程如下：cosθCB=f1cosθ1＋f2cosθ2為粗糙表面的實際接觸角，f1為固液界面占比 fSL，f2為氣液界面界面處的接觸角，θ2為氣液界面處的接觸角，f1＋f2=1，θ2=1程即可得到 Cassie-Baxter 方程：cosθCB=r(1－fLV)cosθY－fLV

【參考文獻】：
期刊論文
[1]美軍腐蝕防護與控制項目研究[J]. 牟子方,魏汝祥,袁昊劼,訾書宇.  情報雜志. 2017(05)
[2]含Zn-Al磷酸鹽防腐蝕涂層的制備與腐蝕機理研究[J]. 潘儒杰,張平則,陳小虎,蘇楓,戴憲軍.  材料保護. 2017(03)
[3]摻雜納米TiO2對水性鋁基金屬微粉涂層的影響[J]. 黨建偉,王勝民,郭懷才,趙曉軍,何明奕.  材料保護. 2017(02)
[4]硅溶膠改性磷酸鹽無機涂料制備及其防腐性能研究[J]. 史述賓,戴雷,周楠,閔永安,余海斌.  腐蝕科學與防護技術. 2017(01)
[5]海洋腐蝕防護的現(xiàn)狀與未來[J]. 侯保榮,張盾,王鵬.  中國科學院院刊. 2016(12)
[6]含鋁磷酸鹽防腐涂層的制備與性能[J]. 王云鵬,李淑琴,陳小虎,潘儒杰,張平則.  機械工程材料. 2016(10)
[7]氧化石墨烯對磷酸鹽無機涂料防腐性能的影響[J]. 史述賓,戴雷,周楠,閔永安,余海斌.  涂料工業(yè). 2016(09)
[8]MgO@SiO2固化無機磷酸鹽防腐蝕涂層材料的制備與研究[J]. 徐三強,丁春華,汪國慶,姜宏,李江,汪培慶.  腐蝕與防護. 2015(10)
[9]以石墨為造孔劑制備堇青石多孔陶瓷材料[J]. 趙根發(fā),白洋,喬利杰,黃妃慧.  耐火材料. 2014(04)
[10]PO43-對304不銹鋼在氯離子水溶液中小孔腐蝕形核過程的影響[J]. 石慧英,唐聿明,左禹.  中國腐蝕與防護學報. 2013(01)

碩士論文
[1]高強鋼表面水性無機磷酸鹽防護涂料的制備與性能研究[D]. 王云鵬.南京航空航天大學 2016
[2]常溫自固化無機磷酸鹽防腐蝕涂層的制備及性能研究[D]. 徐三強.海南大學 2015
[3]水性磷酸鹽系鋁基金屬微粉涂層制備與涂裝工藝研究[D]. 郭懷才.昆明理工大學 2015
[4]無取向硅鋼用磷酸鹽系環(huán)保絕緣涂層材料的制備新工藝及其附著性和耐腐蝕性能的研究[D]. 代如梅.華東師范大學 2014
[5]無機磷酸鹽涂料的研制與應用研究[D]. 袁小玲.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[6]磷酸鹽涂層材料的改性和應用研究[D]. 趙強.天津大學 2009



本文編號：3611019