接觸角大于150°和滾動角小于10°的超疏水表面在自然界常能見到,“荷葉效應”就是典型案例。近年來,超疏水表面的基礎研究和實際應用價值引起了人們的廣泛關注,在抗結冰、自清潔、油水分離、防腐涂層和抗菌涂層等方面有著廣闊的應用前景。超疏水表面是由其獨特的微納米分級結構和表面低表面能的化學結構共同決定的,研究人員通過各種制備方法在金屬基體材料上制備了超疏水涂層,在這些方法中存在對設備要求高,效率低,涂層易脫落,制備成本較高等問題,這都限制了超疏水涂層的發(fā)展。噴射電沉積加工技術是利用射流原理將電解液從噴嘴高速噴出到陰極工件上,在噴嘴內(nèi)陽極和工件陰極之間接上電源,在陰極被電解液覆蓋的區(qū)域產(chǎn)生電化學沉積,在沒有覆蓋的區(qū)域不能產(chǎn)生電化學沉積,故該技術有較好的選擇性。又因為射流的高速攪拌,可以很大程度地提升電流密度,故沉積速率也比較快。噴射電沉積技術具有選擇性、高效率、易控制和低成本等優(yōu)點,在制備超疏水涂層方面展現(xiàn)出了較強的優(yōu)勢。金屬基超疏水表面的微納米結構特點決定了對制備工藝的高要求,很有必要對噴射電沉積流場電場的作用機理深入研究,探索出制備超疏水涂層的工藝方法。首先,在沖擊射流場和電場基本理論研究... 

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 金屬基超疏水涂層的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 金屬基超疏水涂層的制備方法
        1.1.2 金屬基超疏水涂層的應用與發(fā)展前景
    1.2 噴射電沉積研究的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 噴射電沉積技術特點
    1.3 電化學流場電場方面的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 流場方面的研究
        1.3.2 電場方面的研究
    1.4 研究目的、意義和內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究意義
        1.4.3 研究內(nèi)容
第二章 噴射電沉積流場電場作用機理的研究
    2.1 電沉積基本原理
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 陰極過電位
        2.1.3 液相傳質(zhì)
        2.1.4 電極反應動力學
        2.1.5 結晶過程
    2.2 沖擊射流特性研究
        2.2.1 沖擊射流流場結構
        2.2.2 特性分析
        2.2.3 流場對擴散層的影響
        2.2.4 湍流模型適用性研究
    2.3 受射流場限制的電場分析
        2.3.1 導電介質(zhì)中穩(wěn)定電場
        2.3.2 電場的作用空間
        2.3.3 電場的有限元模擬方法
    2.4 小結
第三章 噴射電沉積流場電場數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 定點噴射電沉積試驗
        3.2.1 試驗系統(tǒng)
        3.2.2 噴射電沉積定點沉積試驗
    3.3 流場數(shù)值模擬
        3.3.1 噴嘴結構
        3.3.2 流場幾何模型與網(wǎng)格劃分
        3.3.3 流場數(shù)學模型
        3.3.4 邊界條件和計算初始條件
        3.3.5 結果分析
    3.4 電場數(shù)值模擬
        3.4.1 電場幾何空間及網(wǎng)格劃分
        3.4.2 電場數(shù)學模型
        3.4.3 邊界條件和計算初始條件
        3.4.4 結果分析
    3.5 確定流場電場邊界
    3.6 小結
第四章 噴射電沉積中主要工藝參數(shù)對流場電場的影響
    4.1 引言
    4.2 主要工藝參數(shù)分析
    4.3 噴嘴結構對流場電場的影響
        4.3.1 噴嘴形態(tài)對流場的影響
        4.3.2 噴嘴陽極腔及陽極形態(tài)位置對流場電場的影響
    4.4 電解液流速對流場電場的影響
    4.5 噴嘴出口與陰極表面的距離對流場電場的影響
    4.6 噴嘴與陰極的相對運動對流場電場的影響
    4.7 小結
第五章 制備銅基超疏水涂層可行性研究
    5.1 引言
    5.2 超疏水表面的基本理論
        5.2.1 Young’s方程
        5.2.2 Wenzel模型
        5.2.3 Cassie-Baxter模型
        5.2.4 接觸角滯后理論
        5.2.5 單尺度模型
        5.2.6 多尺度模型
    5.3 噴射電沉積可控流場電場應用分析
        5.3.1 電流密度對銅沉積層表面形貌的影響
        5.3.2 噴嘴掃描速度對銅沉積層表面形貌的影響
        5.3.3 電解液流速對銅沉積層表面形貌的影響
        5.3.4 掃描層數(shù)對銅沉積層表面形貌的影響
        5.3.5 銅沉積層與荷葉表面形貌對比分析
    5.4 試驗方案
        5.4.1 基體預處理
        5.4.2 預沉積試驗
        5.4.3 顆�？煽厣L試驗
        5.4.4 樣件后處理
    5.5 小結
第六章 制備銅基超疏水涂層的工藝試驗研究
    6.1 引言
    6.2 試驗試劑及樣品性能分析方法
        6.2.1 試驗試劑及所用儀器
        6.2.2 樣品性能分析方法
    6.3 試驗前準備以及基體預處理
    6.4 預沉積階段試驗研究
    6.5 顆粒可控生長階段試驗研究
        6.5.1 電流密度對接觸角的影響
        6.5.2 掃描速度對接觸角的影響
        6.5.3 掃描層數(shù)對接觸角的影響
    6.6 后處理階段試驗研究
    6.7 工藝參數(shù)的優(yōu)化
    6.8 耐腐蝕性分析
        6.8.1 極化曲線法
        6.8.2 失重法
    6.9 小結
第七章 總結與展望
    7.1 主要工作和總結
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
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本文編號：3666982