本文關(guān)鍵詞：鋁基超疏水表面的制備及其耐久性能的研究

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【摘要】：超疏水表面由于具有一些特殊性質(zhì),如自清潔、防污、減摩、耐腐蝕等,被廣泛應(yīng)用于紡織、建筑、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域。但是,制備工藝復(fù)雜、制造成本高、使用過(guò)程中易脫落、環(huán)境耐久性差等這些實(shí)際問(wèn)題,限制了超疏水表面的廣泛應(yīng)用。為開(kāi)發(fā)制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、同時(shí)具有良好穩(wěn)定性和耐用性的超疏水表面,本文采用兩種簡(jiǎn)單方法成功的在鋁基底上制備出了仿生超疏水表面。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)制備得到的超疏水表面的組織成分、微觀結(jié)構(gòu)以及潤(rùn)濕性能進(jìn)行分析;通過(guò)UMT摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)利用鋼球在0.5N負(fù)載下摩擦表面研究其摩擦性能,利用金相拋光布在0.1N負(fù)載下摩擦表面研究其機(jī)械疏水耐久度;并用CHI660E電化學(xué)工作站測(cè)量并分析試樣在酸、堿、鹽溶液中的耐腐蝕性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)水熱法在鋁基底表面生長(zhǎng)出納米結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜,加熱20h后得到了對(duì)水的靜態(tài)接觸角高達(dá)152°、滾動(dòng)角僅為2°的超疏水表面。摩擦測(cè)試表明該薄膜使基底的摩擦系數(shù)從0.7降為0.5,機(jī)械疏水耐久度測(cè)試表明試樣在經(jīng)過(guò)2400磨損周期后仍能保持一定的疏水性能。電化學(xué)阻抗譜和Tafel曲線測(cè)試表明,該薄膜顯著降低了鋁在海水中的腐蝕速率,緩蝕率分別為93.7%、94.8%、93.8%。且該薄膜對(duì)PH值為1-14的腐蝕溶液浸泡、重復(fù)紫外光照和長(zhǎng)時(shí)間大氣環(huán)境靜置下都具有很好的穩(wěn)定性。(2)通過(guò)化學(xué)刻蝕法,在鋁基體表面上構(gòu)建了微/納相結(jié)合的雙層復(fù)合結(jié)構(gòu),后通過(guò)在恒溫干燥箱中加熱20h制備得到超疏水表面,對(duì)水的靜態(tài)接觸角為150°,滾動(dòng)角為5°。摩擦磨損測(cè)試表明該表面在0.5N負(fù)載下摩擦系數(shù)保持在0.6,在0.1N負(fù)載下經(jīng)過(guò)2400磨損周期后仍能保持較高的靜態(tài)接觸角。電化學(xué)測(cè)試表明該試樣具有一定的耐酸、堿、鹽穩(wěn)定性能,緩蝕率分別達(dá)到84.9%,55.4%,62.8%。且該薄膜對(duì)PH值為1-14的腐蝕溶液浸泡和長(zhǎng)時(shí)間大氣環(huán)境靜置下同樣具有很好的穩(wěn)定性。本文中,采用水熱法和化學(xué)刻蝕法兩種不同的表面制備技術(shù),在鋁基底上制備出了靜態(tài)接觸角大于150°的超疏水表面,且該表面不僅具有較高的機(jī)械疏水耐久度,而且具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和穩(wěn)定性能,這對(duì)鋁在不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用提供了有利的價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4

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