不銹鋼因其優(yōu)異的機(jī)械性能、耐腐蝕和美觀性被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但也仍避免不了潮濕環(huán)境下易發(fā)生點(diǎn)蝕且因親水導(dǎo)致的傳熱性能差的缺點(diǎn)。本文針對(duì)不銹鋼這一問(wèn)題在其表面利用陰極電沉積法制備了氧化鈰涂層,并通過(guò)后續(xù)真空處理及硬脂酸改性使涂層具有超疏水性能。研究了陰極電沉積的沉積溫度、電流密度、電解液濃度、沉積時(shí)間對(duì)涂層表面形貌及物相組成的影響,分析了涂層的形成機(jī)制,以及后續(xù)兩種不同處理方式下得到的超疏水涂層的疏水性能、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、自清潔性能和耐腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn),沉積工藝參數(shù)影響涂層的形貌,但不改變涂層的物相組成,制得的涂層均為氧化鈰涂層。隨著沉積溫度的升高,涂層形貌由底層小塊狀上層球狀的分級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻娑嗵幇伎拥膯螌咏Y(jié)構(gòu),而后形貌逐漸精細(xì),底層塊狀之間的裂縫隨之減小。隨著時(shí)間的增加,涂層由單層結(jié)構(gòu)先生長(zhǎng)成分級(jí)結(jié)構(gòu),隨后塊體和裂縫均變大,分級(jí)結(jié)構(gòu)消失。電流密度和電解液濃度對(duì)涂層形貌的影響是相互耦合的,低電流密度需要高的電解液濃度才能獲得均勻的微納分級(jí)結(jié)構(gòu)。在沉積溫度為25℃,電流密度為2.2mA/cm²,電解液濃度為0.1mol/L時(shí)涂層經(jīng)過(guò)真空處理和硬脂酸改性后... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

液體滴在光滑均勻的固體表面上形成的接觸角[10]

圖 1-2 固體潤(rùn)濕模型a)Young 模型；b)Wenzel 模型；c)Cassie-Baxter 模型性和親水性，使固有親水的固體表面更加親水，固有疏水的表面更加疏。因此，如果表面的接觸角大于 90°，則疏水性由于粗糙度而改善，而果接觸角小于 90°，則親水性提高，Young 和 Wenzel 的理論稱為均勻潤(rùn)狀態(tài)，只有當(dāng)一滴液體充滿粗糙度凹槽時(shí)適應(yīng)于這種情況像圖 1-2（c）這樣的非均相潤(rùn)濕狀態(tài)使空氣（或另一種流體）被截留液體下方的粗糙槽中，因此可防止液體滲入孔中，由 Cassie-Baxter[ 1 2 ]提。它滿足 Cassie-Baxter 方程：cosθC=fslcosθY-flv（2-3）式中 θC——柯西模型中粗糙固體表面的接觸角(°)；fsl——固液界面所占的面積分?jǐn)?shù)；flv——液氣界面所占的面積分?jǐn)?shù)，fsl+flv=1。該方程僅適用于當(dāng)液體與突起頂部的固體表面接觸時(shí)，柯西潤(rùn)濕狀態(tài)低了實(shí)際的固液接觸面積，根據(jù) Cassie-Baxter 模型，表面粗糙度的增加

兩位德國(guó)生物學(xué)家首次使用掃面電子顯微鏡對(duì)荷系統(tǒng)地觀察研究。發(fā)現(xiàn)荷葉表面并不是均勻光滑的，而尺寸的乳突結(jié)構(gòu)和疏水的蠟質(zhì)層，如圖 1-3 所示[1 3]。這結(jié)構(gòu)不盡能夠使荷葉表面上的水滴產(chǎn)生很大的靜態(tài)接觸生很小的動(dòng)態(tài)接觸角滯后和滾動(dòng)角，從而賦予荷葉表面和自清潔效應(yīng)。，除了荷葉以外，我們還能在自然界中發(fā)現(xiàn)許多植物具比如常見(jiàn)的玫瑰花瓣，如圖 1-4 所示[ 14 ]，玫瑰花瓣的微樣具備微納尺度的乳突結(jié)構(gòu)，但不同的是玫瑰花瓣的乳褶，使得它能夠吸住水珠，水滴不光呈現(xiàn)珠狀模式，而學(xué)者稱這種現(xiàn)象為花瓣效應(yīng)。在 Lin Feng 的這篇文章中合和向日葵這兩種花的花瓣，具有周期性的微結(jié)構(gòu)排列瓣的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)六邊形平鋪，其邊長(zhǎng)為條狀，而向日呈現(xiàn)平均直徑為 15μm 和螺旋寬度為 2.5μm 的平行直線此這兩種花的花瓣也具備較大的接觸角和高的接觸角滯


本文編號(hào)：3095314