具有超疏水性能的不銹鋼材料在工業(yè)、海洋等行業(yè)有著十分廣闊的應(yīng)用前景,主要是因為超疏水表面具有十分優(yōu)異減阻、抗結(jié)冰、自清潔等性能。目前人們已經(jīng)成功研制出多種制備超疏水表面的方法,但對其耐磨性和耐腐蝕性能的相關(guān)研究還比較少,也因此限制了它的使用范圍。超疏水表面需具有低表面能的微納結(jié)構(gòu),其判斷標準為接觸角位于區(qū)間[150°,180°],滾動角位于區(qū)間[0°,10°]。本文試驗研究了三種超疏水表面制備方法并分析了其耐腐蝕性和耐磨性能。本文首先采用化學(xué)刻蝕法對304不銹鋼進行表面微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,以三氯化鐵、磷酸、鹽酸、過氧化氫配置成腐蝕液,探究腐蝕時間對其表面結(jié)構(gòu)和接觸角的影響,腐蝕時間為2-6 min,間隔為1 min。研究表明腐蝕后的樣品表面為親水表面。利用全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)對上述的樣品進行表面修飾以降低表面能,修飾時間為30min,然后測量接觸角。實驗結(jié)果表明腐蝕時間為5 min時樣品超疏水性最佳,此時樣品的接觸角為156°,滾動角為7.4°。實驗進一步對腐蝕5 min的樣品進行耐腐蝕性能和耐磨性能的研究,超疏水樣品的腐蝕速率為原始304不銹鋼的1/8,耐腐蝕性能有所提升;但...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超疏水現(xiàn)象及原理
        1.2.1 自然界中超疏水現(xiàn)象
        1.2.2 超疏水表面相關(guān)理論
    1.3 超疏水表面制備方法
        1.3.1 等離子體聚合
        1.3.2 模板法
        1.3.3 刻蝕法
        1.3.4 靜電紡絲法
        1.3.5 電化學(xué)法
        1.3.6 氣相沉積
        1.3.7 溶膠凝膠法
        1.3.8 自組裝法
        1.3.9 層層自組裝法
        1.3.10 其他方法
    1.4 超疏水表面存在問題
    1.5 選題意義與研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗原料和方法
    2.1 試劑和儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗設(shè)備和儀器
    2.2 實驗方案
    2.3 測試與表征方法
        2.3.1 接觸角測試
        2.3.2 X射線衍射(XRD)
        2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.4 能量色散譜儀(EDS)
        2.3.5 表面輪廓儀
        2.3.6 激光共聚焦掃描顯微鏡(LSCM)
        2.3.7 紅外測試
第3章 不銹鋼基仿生微結(jié)構(gòu)的制備及其超疏水性
    3.1 引言
    3.2 不銹鋼基底超疏水表面的制備方法
    3.3 氟硅烷的表面改性機理
    3.4 不銹鋼樣品能譜分析
    3.5 三氯化鐵腐蝕原理
    3.6 結(jié)果與討論
        3.6.1 樣品表面潤濕性表征
        3.6.2 X射線衍射分析
        3.6.3 不同實驗條件對樣品表面形貌和潤濕性的影響
        3.6.4 不銹鋼樣品腐蝕性能表征
        3.6.5 超疏水樣品耐磨性測試
    3.7 本章小結(jié)
第4章 磁控濺射法制備超疏水不銹鋼
    4.1 引言
    4.2 TiN-Ag薄膜的制備
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 濺射時間對TiN-Ag薄膜疏水性能的影響
        4.3.2 TiN-Ag成分與接觸角
        4.3.3 濺射時間對樣品表面形貌的影響
        4.3.4 TiN-Ag樣品腐蝕性能表征
        4.3.5 超疏水樣品耐磨性測試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SiO₂ 超疏水涂層
    5.1 引言
    5.2 實驗過程
    5.3 納米二氧化硅改性機理
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 紅外光譜表征測試
        5.4.2 二氧化硅含量對接觸角的影響
        5.4.3 SiO₂ 含量對超疏水樣品的影響
        5.4.4 超疏水樣品腐蝕性能表征
        5.4.5 超疏水樣品耐磨性測試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3919065