本文關(guān)鍵詞：基于貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面制備技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：船舶污損生物問題是人類自接觸海洋以來就一直存在的復(fù)雜問題,污損生物的附著會增大船舶負(fù)載,降低船速、增加燃油消耗并且對海洋生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅,如果得不到控制將會嚴(yán)重影響船舶性能。日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)使有毒防污涂料遭到淘汰,探索環(huán)境友好型防污方法已成為趨勢。通過調(diào)控材料表面微結(jié)構(gòu)可以達(dá)到不同的防污效果,本文從仿生角度出發(fā),以具有不同表面微結(jié)構(gòu)的海洋貝殼為仿生對象,使用高分子聚合物材料制備具有貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面,為基于貝殼表面微結(jié)構(gòu)防污方法研究奠定基礎(chǔ)。 選用日本鏡蛤、加夫蛤、華貴櫛孔扇貝、青蛤和錐形光殼蛤這5種防污能力不同的貝殼為仿生對象,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為陰模材料,環(huán)氧樹脂E44和聚氨酯’PU膠分別為陽模材料,采用生物復(fù)制成型方法制備出具有貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面。為了研究環(huán)氧樹脂和聚氨酯復(fù)型精確性,以及比較這兩種材料制備的貝殼仿生表面的優(yōu)劣,利用三維表面輪廓測量設(shè)備對貝殼及仿生模板的表面形貌進(jìn)行了測量。采用雙正交小波變換對所測形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,去除表面形狀誤差。 選用表面平均粗糙度Sa,均方根Sq,表面峭度Stdi,表面十點不平整值Sz,谷峰距Sy以及表面紋理指數(shù)Stdi這6個參數(shù)來評價貝殼及其仿生表面表面形貌的相似度。繪制出貝殼及仿生表面各個相應(yīng)測量部位的微觀形貌圖。分析結(jié)果表明：環(huán)氧樹脂材料制備出的仿生表面,其形貌參數(shù)與5種貝殼實際表面粗糙度參數(shù)相對誤差較小,基本都在10%以下,可以說明環(huán)氧樹脂材料可以較精確復(fù)型貝殼表面特殊微結(jié)構(gòu)。采用聚氨酯PU材料制備出的貝殼仿生表面中,日本鏡蛤、加夫蛤底部、錐形光殼蛤底部形貌的粗糙度參數(shù)與貝殼實際表面形貌參數(shù)相對誤差較大。原因是聚氨酯PU和固化劑固化反應(yīng)非�？�,使陰模細(xì)密紋理間存在的細(xì)微氣泡受熱膨脹但來不及逸出,另一方面,聚氨酯反應(yīng)時放出的熱量會導(dǎo)致PDMS陰模彈性體的變形,從而使脫模后的陽模表面形貌失真,引起日本鏡蛤和光殼錐形哈仿生表面數(shù)據(jù)誤差偏大。
【關(guān)鍵詞】：貝殼 船舶防污 仿生制備 表面微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U668
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 論文研究的背景9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 污損生物附著過程11
• 1.2.2 污損生物防除方法11-14
• 1.2.3 表面微結(jié)構(gòu)防污14
• 1.2.4 表面微結(jié)構(gòu)制備14-18
• 1.3 研究來源18
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 第2章 貝殼表面微結(jié)構(gòu)的測量20-32
• 2.1 擬采用的測量設(shè)備20-22
• 2.1.1 表面形貌測量20-21
• 2.1.2 超景深三維顯微系統(tǒng)21-22
• 2.2 基于小波分析的三維粗糙度計算22-29
• 2.2.1 三維表面形貌的評定22-25
• 2.2.2 參數(shù)的表征25-26
• 2.2.3 小波分析26-29
• 2.3 測量分析流程29-31
• 2.3.1 表面形貌參數(shù)測取29-30
• 2.3.2 微觀形貌獲得30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于貝殼表面微結(jié)構(gòu)仿生表面制備32-41
• 3.1 仿生對象的選擇32-34
• 3.1.1 傳統(tǒng)仿生對象32-33
• 3.1.2 海洋貝殼33-34
• 3.2 實驗材料和制備流程34-36
• 3.2.1 試驗材料34-35
• 3.2.2 制備流程35-36
• 3.3 制備過程36-40
• 3.3.1 以環(huán)氧樹脂E44為陽模的仿生表面制備36-39
• 3.3.2 以聚氨酯PU為陽模的仿生表面制備39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 原始貝殼表面與仿生表面對比分析41-64
• 4.1 E44仿生表面與原貝殼表面微觀結(jié)構(gòu)的比較41-49
• 4.1.1 微觀結(jié)構(gòu)對比41-46
• 4.1.2 粗糙度參數(shù)對比46-49
• 4.2 PU仿生表面與原貝殼表面微觀結(jié)構(gòu)的比較49-57
• 4.2.1 微觀結(jié)構(gòu)對比49-54
• 4.2.2 粗糙度參數(shù)對比54-57
• 4.3 兩種仿生表面形貌對比分析57-63
• 4.3.1 微觀形貌分析57-60
• 4.3.2 粗糙度參數(shù)60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：315588