本文關(guān)鍵詞：45~#鋼超疏水表面的構(gòu)筑及其防腐蝕和摩擦學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳鋼因其價(jià)格低廉和良好的切削加工性而被廣泛用于機(jī)械制造業(yè),然而相對(duì)較差的耐磨損和耐腐蝕性能大大限制了碳鋼的使用范圍。雖然傳統(tǒng)處理方法能有效的保護(hù)金屬并減少材料的摩擦磨損,但是其操作復(fù)雜,有時(shí)會(huì)破壞環(huán)境并危害人類健康。近年來(lái),受“荷葉效應(yīng)”的啟發(fā),接觸角大于150°的超疏水表面使得水分子很難滲入基材,同時(shí)還能有效的減小摩擦副間的實(shí)際接觸面積,因而在提高材料的防腐蝕和摩擦學(xué)方面有著潛在的應(yīng)用前景。本文通過(guò)化學(xué)刻蝕、水熱合成、化學(xué)鍍鎳三種方法構(gòu)筑了多種具有超疏水性能的45#鋼,系統(tǒng)的研究了45#鋼的結(jié)構(gòu)組成與潤(rùn)濕行為、摩擦學(xué)、耐蝕性之間的關(guān)系。主要研究成果如下:(1)采用化學(xué)刻蝕法對(duì)45#鋼表面進(jìn)行織構(gòu)化,得到具有微孔和納米片狀的多尺度等級(jí)結(jié)構(gòu),分析該粗糙結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制。然后用低表面能分子修飾使45#鋼表面具有超疏水性能。極化曲線表明制備的超疏水45#鋼能有效的阻止腐蝕性介質(zhì)擴(kuò)散到基材,從而對(duì)金屬起到很好的保護(hù)作用。而且,該超疏水表面的摩擦系數(shù)能夠在6000s內(nèi)穩(wěn)定保持在0.11左右。同時(shí)該表面在500g的載荷下,與砂紙對(duì)磨距離達(dá)到100cm時(shí)仍能保持超疏水性,表現(xiàn)出良好的減摩以及耐磨特性。(2)通過(guò)水熱法在45#鋼表面合成了三維花狀結(jié)構(gòu)的Mo S2,低表面能分子修飾后得到同時(shí)具有超疏水和超疏油性能的45#鋼。探討了不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)Mo S2形貌和潤(rùn)濕性能的影響。結(jié)果表明和未經(jīng)處理的45#鋼相比,極化曲線的自腐蝕電位升高而腐蝕電流密度減小,同時(shí)進(jìn)一步考察了樣品在3.5 wt%的Na Cl溶液中浸泡不同時(shí)間后接觸角的變化。此外,該超疏水45#鋼表面的摩擦系數(shù)在0.15左右,明顯小于相同條件下基材的摩擦系數(shù)0.45,減摩性得到一定的改善。(3)采用化學(xué)鍍法在45#鋼表面獲得具有微米突起、納米棒狀仿荷葉結(jié)構(gòu)的鍍鎳層,低表面能分子修飾后得到超疏水45#鋼。探討鍍鎳時(shí)間對(duì)45#鋼表面潤(rùn)濕性、摩擦學(xué)和防腐性能的影響。結(jié)果表明,施鍍3h后樣品表層均勻致密且鎳層厚度能達(dá)到7μm。和基材相比,鍍鎳后的超疏水45#鋼自腐蝕電位明顯正移,表現(xiàn)出很好的耐蝕性。此外,該超疏水鍍鎳層的摩擦學(xué)性能也得到提高,摩擦系數(shù)保持在0.2左右,同時(shí)在500g的載荷下與砂紙對(duì)磨160cm時(shí)仍保持超疏水性。
【關(guān)鍵詞】：45#鋼 織構(gòu)化 超疏水 摩擦學(xué)性能 防腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 前言10-11
• 1.2 超疏水表面概述11-19
• 1.2.1 自然界中的超疏水現(xiàn)象11-13
• 1.2.2 超疏水表面的制備13-19
• 1.3 超疏水表面在金屬防腐蝕和摩擦學(xué)方面的應(yīng)用19-23
• 1.3.1 防腐蝕及其化學(xué)穩(wěn)定性19-21
• 1.3.2 摩擦學(xué)性能21-23
• 1.4 研究目的與主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 第二章 化學(xué)刻蝕法構(gòu)筑超疏水45~#鋼及其性能研究25-34
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分25-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料25-26
• 2.2.2 超疏水45~#鋼的制備26
• 2.2.3 超疏水45~#鋼表面的性能測(cè)試與表征26
• 2.3 結(jié)果與討論26-33
• 2.3.1 45~#鋼表面形貌及潤(rùn)濕行為26-30
• 2.3.2 超疏水45~#鋼的防腐性能分析30-31
• 2.3.3 超疏水45~#鋼的摩擦學(xué)性能分析31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 水熱沉積MoS_2構(gòu)筑超疏水45~#鋼及其性能研究34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料35
• 3.2.2 超疏水45鋼表面沉積MoS_235
• 3.2.3 超疏水45鋼表面MoS_2的性能測(cè)試與表征35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-44
• 3.3.1 45~#鋼表面產(chǎn)物物相和形貌36-39
• 3.3.2 45~#鋼表面MoS_2的潤(rùn)濕行為39-40
• 3.3.3 超疏水45~#鋼的防腐性能分析40-43
• 3.3.4 超疏水45~#鋼的摩擦學(xué)性能分析43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 化學(xué)鍍鎳法構(gòu)筑超疏水45~#鋼及其性能研究46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料46-47
• 4.2.2 超疏水45~#鋼的制備47
• 4.2.3 超疏水45~#鋼表面的性能測(cè)試與表征47-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-55
• 4.3.1 45~#鋼表面鍍鎳層的物相和表面形貌48-50
• 4.3.2 45~#鋼表面鍍鎳層的潤(rùn)濕行為50-51
• 4.3.3 超疏水45~#鋼的防腐蝕性能分析51-53
• 4.3.4 超疏水45~#鋼的摩擦學(xué)性能分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-67
• 致謝67-68
• 在讀期間發(fā)表的論文68

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