本文關(guān)鍵詞：合金基體上超疏水表面的制備及疏水性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文使用化學(xué)刻蝕以及兩步化學(xué)刻蝕等簡單的超疏水表面制備技術(shù)，成功地在黃銅、鋁合金、不銹鋼等合金基體上獲得了超疏水表面。 采用含有三氯化鐵和鹽酸的水溶液刻蝕金屬黃銅表面，在黃銅表面上得到了由不規(guī)則塊狀結(jié)構(gòu)和更細(xì)小的乳突狀結(jié)構(gòu)相結(jié)合的具有微納米雙重粗糙度的階層結(jié)構(gòu)。該表面經(jīng)氟化處理后表現(xiàn)出超疏水性，水滴在該表面上的接觸角達(dá)到了157°，接觸角滯后為5°。考察了不同刻蝕時(shí)間對表面疏水性的影響，結(jié)果表明，刻蝕時(shí)間對表面上這種階層結(jié)構(gòu)的形成有著十分重要的影響。用X射線衍射技術(shù)表征該表面，發(fā)現(xiàn)表面上有金屬銅的出現(xiàn)。本文結(jié)合黃銅脫鋅的優(yōu)先溶解機(jī)制和溶解—再沉積機(jī)制對表面階層結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制進(jìn)行了分析，并用Cassie理論對表面的潤濕性進(jìn)行了分析。 采用氫氟酸和鹽酸兩步化學(xué)刻蝕的方法在鋁合金基體上構(gòu)筑了粗糙結(jié)構(gòu)，然后用氟硅烷—乙醇溶液對表面進(jìn)行疏水化處理。采用掃描電鏡表征表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)，采用接觸角測量儀測量表面的接觸角。結(jié)果表明：經(jīng)過兩步處理后，鋁合金表面上具有了由長方體狀的凸臺(tái)和凹坑構(gòu)成的深淺相間的微納米結(jié)構(gòu)，這些微納米結(jié)構(gòu)相互連通形成凹凸不平的“迷宮”結(jié)構(gòu)。氟化處理后的表面具有了超疏水性，與水的接觸角達(dá)到156°，接觸角滯后為5°。采用L_9(3~4)正交實(shí)驗(yàn)表設(shè)計(jì)考查了不同刻蝕時(shí)間以及不同刻蝕液濃度對表面疏水效果的影響。此外，實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)不經(jīng)過表面氟化而只是經(jīng)過刻蝕后的表面達(dá)到了超親水的狀態(tài)，，水滴在表面上的接觸角達(dá)到了0°。 采用含有三氯化鐵、鹽酸、磷酸和雙氧水的刻蝕溶液處理金屬不銹鋼表面，在表面上產(chǎn)生了許多不規(guī)則的凹坑與突起狀結(jié)構(gòu)，這些凹坑與突起狀結(jié)構(gòu)彼此相連，形成了一個(gè)“蜂窩”狀結(jié)構(gòu)，而這些凹坑中又密布許多細(xì)小的乳突狀結(jié)構(gòu)。該表面經(jīng)氟化處理后表現(xiàn)出超疏水性，水滴在該表面上的接觸角達(dá)到了160°，接觸角滯后僅為3°。通過考察微量調(diào)節(jié)注射器上懸浮水滴在超疏水不銹鋼樣品上的行為說明了本實(shí)驗(yàn)所制備出的超疏水表面具有很好的疏水效果，沒有明顯的水滴黏附現(xiàn)象并且水滴的拖拽阻力很小。由于不銹鋼是一種在許多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的合金材料，而超疏水表面又有著其獨(dú)特的自清潔、防污染、減少流動(dòng)阻力等多種性能，因此這種超疏水不銹鋼表面對基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用都有著重要意義。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 合金 化學(xué)刻蝕 微納米結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：O647.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 超疏水表面的基礎(chǔ)理論、制備方法及其發(fā)展方向11-30
• 1.1 自然界中的超疏水現(xiàn)象11-14
• 1.2 超疏水表面的基礎(chǔ)理論14-23
• 1.2.1 靜態(tài)接觸角14-18
• 1.2.2 接觸角滯后18-19
• 1.2.3 滾動(dòng)角19-22
• 1.2.4 超疏水表面的自清潔性22-23
• 1.3 超疏水表面的制備技術(shù)23-27
• 1.4 超疏水表面的應(yīng)用前景及發(fā)展方向27-30
• 2 化學(xué)刻蝕法制備黃銅基超疏水表面30-41
• 2.1 引言30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 2.2.1 超疏水表面的制備方法30-31
• 2.2.2 超疏水表面的表征方法31
• 2.3 結(jié)果與討論31-39
• 2.3.1 氟硅烷對表面進(jìn)行化學(xué)改性的機(jī)理31-33
• 2.3.2 超疏水黃銅表面的表面形貌33-34
• 2.3.3 超疏水黃銅表面微細(xì)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理34-38
• 2.3.4 氟化處理后黃銅表面的潤濕性分析38-39
• 2.4 小結(jié)39-41
• 3 兩步化學(xué)刻蝕法制備鋁合金基超疏水表面41-52
• 3.1 引言41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-42
• 3.2.1 超疏水表面的制備方法41
• 3.2.2 超疏水表面的表征方法41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-50
• 3.3.1 正交實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)42-47
• 3.3.2 鋁合金表面經(jīng)兩步處理后的表面形貌47-50
• 3.3.3 鋁合金表面疏水性的形成分析50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 4 不銹鋼基體上超疏水表面的制備52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分52-53
• 4.2.1 超疏水表面的制備方法52-53
• 4.2.2 超疏水表面的表征方法53
• 4.3 結(jié)果與討論53-60
• 4.3.1 不銹鋼基超疏水表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)與潤濕性分析53-57
• 4.3.2 不同實(shí)驗(yàn)條件對不銹鋼片疏水性形成的影響分析57-60
• 4.3.3 不銹鋼表面疏水性的形成分析60
• 4.4 小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮杰;林飛云;鐘明強(qiáng);;鋼輥熱壓微模塑-可控剝離法構(gòu)建聚乙烯超疏水表面[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王學(xué)武;鋁合金表面高粘滯力超疏水性薄膜的制備研究[D];天津大學(xué);2010年

2 朱海波;硅基底超疏水表面的構(gòu)建及其減阻特性研究[D];大連海事大學(xué);2012年

3 辛事承;疏水表面隔熱與減阻性能研究[D];大連理工大學(xué);2012年

4 范旭娟;典型金屬基仿生超疏水表面的制備方法研究[D];大連理工大學(xué);2012年

5 傅愛紅;可膨脹篩管用316L不銹鋼絲網(wǎng)上疏水/親油表面的制備及研究[D];西南石油大學(xué);2012年

6 王光燕;DMFC陽極流場超疏水微通道制作及其氣泡消減特性研究[D];大連理工大學(xué);2013年

7 劉維萍;微納表面結(jié)構(gòu)的制備及潤濕性研究[D];蘇州大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：合金基體上超疏水表面的制備及疏水性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：373280