發(fā)布時(shí)間：2021-08-04 20:18

　　極端潤濕性圖案化表面因同時(shí)具備超疏水和超親水表面的自清潔、耐腐蝕、抗結(jié)冰等優(yōu)良特性,在生物工程、水霧收集、醫(yī)療醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前制備極端潤濕性圖案的方法工藝較復(fù)雜、通用性較差,特別是對于工程領(lǐng)域的多種金屬基體,缺乏一種可低成本、高效制備極端潤濕性圖案的通用方法。論文提出采用無特殊改性的掩膜輔助兩步法,在鋁、鈦、鋅、鎂合金、不銹鋼等多種基體表面制備出極端潤濕性圖案,并將通過該方法制備的極端潤濕性圖案化表面應(yīng)用于霧氣收集試驗(yàn),對不同表面的霧氣收集效率開展研究。主要內(nèi)容包括:針對傳統(tǒng)制備方法成本高、適用性差的缺點(diǎn),提出一種基于掩膜輔助的二次化學(xué)加工方法,在金屬基體表面制備超疏水/超親水潤濕性圖案。首先通過掩膜輔助的化學(xué)加工和氟硅烷修飾制備超疏水區(qū)域,然后對原掩膜覆蓋區(qū)域滴反應(yīng)溶液制備超親水圖案。該方法不需要大型的試驗(yàn)設(shè)備和特殊改性,可快速制備出超疏水/超親水潤濕性圖案。為在鋁基體表面制備極端潤濕性圖案,將貼有掩膜的鋁板放入氯化銅水溶液中刻蝕出微納米結(jié)構(gòu),氟硅烷改性后獲得超疏水表面,然后用注射器滴刻蝕液的方法將原先掩膜覆蓋的區(qū)域刻蝕成超親水區(qū)域,刻蝕時(shí)間均為20 s。經(jīng)過兩次... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 極端潤濕性圖案化表面制備研究現(xiàn)狀
    1.3 極端潤濕性圖案化表面應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.4 目前研究存在的問題
    1.5 論文研究思路
2 固體潤濕性和霧氣收集的相關(guān)理論
    2.1 固體表面潤濕性理論
        2.1.1 基本定義
        2.1.2 經(jīng)典數(shù)學(xué)模型
    2.2 霧氣收集相關(guān)理論
        2.2.1 收集過程分析
        2.2.2 常用結(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
3 金屬基體極端潤濕性圖案化表面的制備
    3.1 基于掩膜輔助的二次化學(xué)加工方法
        3.1.1 試驗(yàn)裝置
        3.1.2 掩膜的特性與制備方法
        3.1.3 制備工藝流程
        3.1.4 表征儀器
    3.2 鋁基體極端潤濕性圖案化表面的制備
        3.2.1 制備過程
        3.2.2 鋁基體圖案化表面的表征
    3.3 鈦、鋼、鋅、鎂合金基體制備極端潤濕性圖案化表面
        3.3.1 試驗(yàn)材料
        3.3.2 鈦基體極端潤濕性圖案化表面的制備
        3.3.3 鋼基體極端潤濕性圖案化表面的制備
        3.3.4 鋅基體極端潤濕性圖案化表面的制備
        3.3.5 鎂合金極端潤濕性圖案化表面的制備
    3.4 本章小結(jié)
4 金屬表面霧氣收集研究
    4.1 裝置的搭建
    4.2 鋁基體不同潤濕性特征表面的霧氣收集試驗(yàn)
        4.2.1 各種潤濕性特征表面的霧氣收集過程分析
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 不同金屬圖案化表面的霧氣收集操作試驗(yàn)與分析
        4.3.1 鋁、鋅、鎂合金圖案化表面霧氣收集過程分析
        4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]浸潤性可轉(zhuǎn)變的超疏水織物用于油水分離研究[J]. 郭素明,蔡再生,牟曉峰.  表面技術(shù). 2017(05)
[2]超疏水吸油性聚二乙烯基苯的制備及其油水分離性能[J]. 曾澤延,章哲承.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]超親/超疏水微圖案的制作及應(yīng)用[J]. 卞燁,王卉.  現(xiàn)代化工. 2014(09)
[4]超疏水表面減阻水洞實(shí)驗(yàn)及減阻機(jī)理研究[J]. 黃橋高,潘光,武昊,胡海豹,宋保維.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2011(05)
[5]液體表面張力測定方法的研究進(jìn)展[J]. 尹東霞,馬沛生,夏淑倩.  科技通報(bào). 2007(03)

博士論文
[1]仿生水汽冷凝/收集微納復(fù)合結(jié)構(gòu)制備研究[D]. 譚先華.華中科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]可控體積液滴的無損操作研究[D]. 黃柳.大連理工大學(xué) 2017
[2]仿沙漠甲殼蟲表面的水收集性質(zhì)研究[D]. 朱海.湖北大學(xué) 2017
[3]不銹鋼基超疏水表面制備技術(shù)研究[D]. 劉英雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]固體聚合物表面接觸角的測量及表面能研究[D]. 陳曉磊.中南大學(xué) 2012



本文編號：3322340