皮秒激光制備超疏水鎳鋁青銅合金表面性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 07:34
鎳鋁青銅合金因其優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性能被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境領(lǐng)域。通過(guò)制備超疏水表面可以獲得許多出色的性能,如自清潔性、抗腐蝕性、減阻性能、有效防止微生物黏附及良好的抗結(jié)冰性能。超疏水表面的制備方法有許多,如電化學(xué)沉積、化學(xué)刻蝕、等離子體輔助熱氣相沉積、溶膠-凝膠法和激光加工法等。激光加工法具有無(wú)需特殊的工作環(huán)境、可同時(shí)獲得納米級(jí)和微米級(jí)的微觀結(jié)構(gòu)、加工過(guò)程時(shí)間短、可通過(guò)控制參數(shù)得到不同的微納米結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于多種材料表面加工。本論文采用皮秒激光在鎳鋁青銅合金表面構(gòu)造微納米結(jié)構(gòu),然后利用硬脂酸修飾改性試樣表面,從而制備超疏水鎳鋁青銅合金。主要研究成果如下:(1)以鎳鋁青銅合金為基體,采用皮秒激光加工法在試樣表面制備微納米結(jié)構(gòu),并對(duì)表面微觀結(jié)構(gòu)和表面潤(rùn)濕性進(jìn)行了分析,研究了激光加工功率、掃描速度、重復(fù)次數(shù)和掃描間距對(duì)鎳鋁青銅合金表面的接觸角和滾動(dòng)角的影響,研究表明最佳激光加工條件為:平均功率21.6 W,掃描速度200 mm/s,重復(fù)次數(shù)5次,掃描間距30μm。該條件下可在鎳鋁青銅合金表面獲得均勻且周期性的凹坑和凸起微納米結(jié)構(gòu),試樣表面的接觸角為134.13°。(2)通過(guò)皮秒激...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
接觸角示意圖
圖 1.2 (a)增減水滴體積法[24];(b)傾斜表面法[25]Fig.1.2 (a) Increase or decrease water droplet volume method; (b)Inclined surface meth性的理論模型ung 模型光滑且均勻的固體表面,即理想光滑固體表面所用模型為 Young 模型ung 模型定義的接觸角通常稱為“本征接觸角”。Young 方程式(1.1)描述征接觸角與表面張力的關(guān)系[23]:lvsvslγγγθ-cos ,θ為本征接觸角,γsv、γsl和γlv分別為固-氣界面表面張力、固-液界面表表面張力。由式(1.1)可知,如果想要提高接觸角θ,需改變?nèi)啾砻娴拇笮∮煞肿娱g形成化學(xué)鍵能大小決定,因此,通過(guò)改變固體表面的化
圖 1.3 (a) Wenzel 模型[29];(b) Cassie-Baxter 模型[30]Fig.1.3 (a) Wenzel model; (b) Cassie-Baxter model圖 1.1 對(duì)比可得知 r>1。Wenzel 方程對(duì) Young 方程cos暨 暨樐 知,材料表面粗糙結(jié)構(gòu)會(huì)使親水性的表面接觸角減 模型慮了基體材料表面的固-液兩相接觸的關(guān)系,而實(shí)際觸的關(guān)系,有的是固-液-氣三相關(guān)系。因此,Wenz與本征接觸角的關(guān)系。1944 年科學(xué)家 Cassie 和 Ba
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超疏水鐵表面的制備及其自清潔性能研究[J]. 楊統(tǒng)林,邱祖民,肖建軍,王海坤,楊方麒. 現(xiàn)代化工. 2018(06)
[2]飛秒激光誘導(dǎo)鋁基的超疏水表面[J]. 楊奇彪,鄧波,汪于濤,肖晨光,汪幸,陳列,鄭重,婁德元,陶青,翟中生,Bennett Peter,劉頓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(10)
[3]納秒激光誘導(dǎo)鋁板表面超疏水微納結(jié)構(gòu)[J]. 楊奇彪,劉少軍,汪于濤,汪幸,陳列,鄭重,婁德元,陶青,翟中生,Peter Bennett,劉頓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(09)
[4]飛秒激光誘導(dǎo)超疏水鈦表面微納結(jié)構(gòu)[J]. 泮懷海,王卓,范文中,王承偉,李虹瑾,柏鋒,錢靜,趙全忠. 中國(guó)激光. 2016(08)
[5]超疏水-超親油棉織物的制備及在油水分離中的應(yīng)用[J]. 石彥龍,楊武,馮曉娟. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]飛秒激光制備超疏水銅表面及其抗結(jié)冰性能[J]. 龍江游,吳穎超,龔鼎為,范培迅,江大發(fā),張紅軍,鐘敏霖. 中國(guó)激光. 2015(07)
[7]超疏水船用鋁合金表面微結(jié)構(gòu)對(duì)耐海水腐蝕性能的影響[J]. 連峰,王增勇,張會(huì)臣. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2014(12)
[8]皮秒激光制備超疏水聚四氟乙烯表面及其水下全反射研究[J]. 曹文深,趙艷,吳燕,蔣毅堅(jiān). 中國(guó)激光. 2014(09)
[9]超疏水膜的相分離法制備及對(duì)棉織物的整理[J]. 楊艷麗,孫潔,錢坤. 印染. 2014(06)
[10]織構(gòu)化提高表面摩擦學(xué)性能的研究進(jìn)展[J]. 趙文杰,王立平,薛群基. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]超疏水表面界面潤(rùn)濕行為與減阻特性研究[D]. 宋東.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]超疏水/超雙疏材料的制備及其性能研究[D]. 彭珊.華南理工大學(xué) 2015
[3]特殊潤(rùn)濕功能表面的理論、構(gòu)筑與應(yīng)用[D]. 潘帥軍.湖南大學(xué) 2015
[4]靜電紡絲法制備功能性超疏水材料[D]. 王帥.吉林大學(xué) 2013
[5]仿生超疏水功能表面的制備及其性能研究[D]. 楊周.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[6]短脈沖及超短脈沖激光對(duì)金屬的燒蝕及微加工研究[D]. 王曉東.華中科技大學(xué) 2009
[7]金屬基體超疏水表面的制備及其海洋防腐防污功能的研究[D]. 劉濤.中國(guó)海洋大學(xué) 2009
[8]飛秒激光金屬加工中的形狀及形貌控制研究[D]. 王文君.西安交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]微結(jié)構(gòu)超疏水功能表面的激光制備及性能研究[D]. 黃超.江蘇理工學(xué)院 2018
[2]功能化超疏水/超雙疏材料的制備及性能研究[D]. 馬雪瑞.西安科技大學(xué) 2018
[3]仿生超疏水表面的制備及其性能研究[D]. 楊統(tǒng)林.南昌大學(xué) 2018
[4]浸漬法和溶膠-凝膠法超疏水棉織物涂層的制備及其油水分離性能[D]. 計(jì)強(qiáng).華南理工大學(xué) 2018
[5]鈦合金超疏水表面的制備及其耐腐蝕性能研究[D]. 李玉超.山東大學(xué) 2018
[6]飛秒激光加工的軸承鋼表面微織構(gòu)潤(rùn)滑減摩特性研究[D]. 何江濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]金屬表面皮秒激光紋理刻蝕工藝及潤(rùn)濕性能研究[D]. 李田.華中科技大學(xué) 2017
[8]超疏水纖維素/聚氨酯海綿的制備及其在油水分離中的應(yīng)用[D]. 羅艷梅.湖南師范大學(xué) 2015
[9]含氟納米雜合涂層的制備及其超疏水與防覆冰性能[D]. 唐永強(qiáng).浙江大學(xué) 2015
[10]皮秒激光制備大面積金屬類荷葉結(jié)構(gòu)及其超疏水壓印研究[D]. 林澄.清華大學(xué) 2014
本文編號(hào):2927480
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
接觸角示意圖
圖 1.2 (a)增減水滴體積法[24];(b)傾斜表面法[25]Fig.1.2 (a) Increase or decrease water droplet volume method; (b)Inclined surface meth性的理論模型ung 模型光滑且均勻的固體表面,即理想光滑固體表面所用模型為 Young 模型ung 模型定義的接觸角通常稱為“本征接觸角”。Young 方程式(1.1)描述征接觸角與表面張力的關(guān)系[23]:lvsvslγγγθ-cos ,θ為本征接觸角,γsv、γsl和γlv分別為固-氣界面表面張力、固-液界面表表面張力。由式(1.1)可知,如果想要提高接觸角θ,需改變?nèi)啾砻娴拇笮∮煞肿娱g形成化學(xué)鍵能大小決定,因此,通過(guò)改變固體表面的化
圖 1.3 (a) Wenzel 模型[29];(b) Cassie-Baxter 模型[30]Fig.1.3 (a) Wenzel model; (b) Cassie-Baxter model圖 1.1 對(duì)比可得知 r>1。Wenzel 方程對(duì) Young 方程cos暨 暨樐 知,材料表面粗糙結(jié)構(gòu)會(huì)使親水性的表面接觸角減 模型慮了基體材料表面的固-液兩相接觸的關(guān)系,而實(shí)際觸的關(guān)系,有的是固-液-氣三相關(guān)系。因此,Wenz與本征接觸角的關(guān)系。1944 年科學(xué)家 Cassie 和 Ba
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超疏水鐵表面的制備及其自清潔性能研究[J]. 楊統(tǒng)林,邱祖民,肖建軍,王海坤,楊方麒. 現(xiàn)代化工. 2018(06)
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[4]飛秒激光誘導(dǎo)超疏水鈦表面微納結(jié)構(gòu)[J]. 泮懷海,王卓,范文中,王承偉,李虹瑾,柏鋒,錢靜,趙全忠. 中國(guó)激光. 2016(08)
[5]超疏水-超親油棉織物的制備及在油水分離中的應(yīng)用[J]. 石彥龍,楊武,馮曉娟. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]飛秒激光制備超疏水銅表面及其抗結(jié)冰性能[J]. 龍江游,吳穎超,龔鼎為,范培迅,江大發(fā),張紅軍,鐘敏霖. 中國(guó)激光. 2015(07)
[7]超疏水船用鋁合金表面微結(jié)構(gòu)對(duì)耐海水腐蝕性能的影響[J]. 連峰,王增勇,張會(huì)臣. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2014(12)
[8]皮秒激光制備超疏水聚四氟乙烯表面及其水下全反射研究[J]. 曹文深,趙艷,吳燕,蔣毅堅(jiān). 中國(guó)激光. 2014(09)
[9]超疏水膜的相分離法制備及對(duì)棉織物的整理[J]. 楊艷麗,孫潔,錢坤. 印染. 2014(06)
[10]織構(gòu)化提高表面摩擦學(xué)性能的研究進(jìn)展[J]. 趙文杰,王立平,薛群基. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]超疏水表面界面潤(rùn)濕行為與減阻特性研究[D]. 宋東.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]超疏水/超雙疏材料的制備及其性能研究[D]. 彭珊.華南理工大學(xué) 2015
[3]特殊潤(rùn)濕功能表面的理論、構(gòu)筑與應(yīng)用[D]. 潘帥軍.湖南大學(xué) 2015
[4]靜電紡絲法制備功能性超疏水材料[D]. 王帥.吉林大學(xué) 2013
[5]仿生超疏水功能表面的制備及其性能研究[D]. 楊周.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[6]短脈沖及超短脈沖激光對(duì)金屬的燒蝕及微加工研究[D]. 王曉東.華中科技大學(xué) 2009
[7]金屬基體超疏水表面的制備及其海洋防腐防污功能的研究[D]. 劉濤.中國(guó)海洋大學(xué) 2009
[8]飛秒激光金屬加工中的形狀及形貌控制研究[D]. 王文君.西安交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]微結(jié)構(gòu)超疏水功能表面的激光制備及性能研究[D]. 黃超.江蘇理工學(xué)院 2018
[2]功能化超疏水/超雙疏材料的制備及性能研究[D]. 馬雪瑞.西安科技大學(xué) 2018
[3]仿生超疏水表面的制備及其性能研究[D]. 楊統(tǒng)林.南昌大學(xué) 2018
[4]浸漬法和溶膠-凝膠法超疏水棉織物涂層的制備及其油水分離性能[D]. 計(jì)強(qiáng).華南理工大學(xué) 2018
[5]鈦合金超疏水表面的制備及其耐腐蝕性能研究[D]. 李玉超.山東大學(xué) 2018
[6]飛秒激光加工的軸承鋼表面微織構(gòu)潤(rùn)滑減摩特性研究[D]. 何江濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]金屬表面皮秒激光紋理刻蝕工藝及潤(rùn)濕性能研究[D]. 李田.華中科技大學(xué) 2017
[8]超疏水纖維素/聚氨酯海綿的制備及其在油水分離中的應(yīng)用[D]. 羅艷梅.湖南師范大學(xué) 2015
[9]含氟納米雜合涂層的制備及其超疏水與防覆冰性能[D]. 唐永強(qiáng).浙江大學(xué) 2015
[10]皮秒激光制備大面積金屬類荷葉結(jié)構(gòu)及其超疏水壓印研究[D]. 林澄.清華大學(xué) 2014
本文編號(hào):2927480
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