鋁合金作為重要的結構材料之一,由于比重小、強度高等一系列優(yōu)點被廣泛應用到汽車、建筑等行業(yè)和日常生活中。此外,鋁合金也是國防工業(yè)所用到的主要金屬材料之一,如用于潛艇、飛機、戰(zhàn)艦等。但實際應用中,鋁合金的腐蝕會導致其機械強度和力學性能下降,造成環(huán)境污染和資源損耗。自然界中的超疏水現(xiàn)象為鋁合金的防護提供了新的思路,科研人員通過研究自然界中的超疏水表面成功在鋁合金基底上制備得到超疏水表面并開發(fā)了多種制備方法,大大提高了鋁合金的耐腐蝕性能。但是鋁合金超疏水表面普遍存在耐久性較差的問題,如何提高其表面的耐久性是目前國內外的研究熱點。本研究通過硅烷修飾和納米膠囊沉積兩種方法在鋁合金基底上制備出疏水性能優(yōu)異的超疏水表面,探索了最佳的制備工藝,然后對所制備鋁基超疏水表面的性能進行測試研究。本論文的主要研究內容如下:（1）硅烷修飾制備鋁基超疏水表面:通過沸水刻蝕的方法在鋁合金表面形成粗糙結構,然后通過十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）進行修飾,制備得到接觸角為156.9°、滾動角為3°的鋁合金超疏水表面。通過掃描電鏡觀察到鋁合金超疏水表面存在微-納米二元網狀結構,通過紅外光譜證明HDTMS成功接枝在鋁合金... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁及鋁合金的應用

蘭州交通大學碩士學位論文-3-圖1.2荷葉表面的超疏水現(xiàn)象(a)和乳突結構(b)除荷葉之外，大自然中具有類似疏水性能的植物還有很多[22]。例如：水稻葉、豬籠草、苜蓿葉、玫瑰花瓣等，都具備優(yōu)良的疏水性能，與荷葉表面一樣，水滴在其表面均呈球形且容易滾動。如圖1.3所示，圖1.3a是水滴在苜蓿葉表面呈球形，具有很好的疏水性，圖1.3b是水稻葉子表面的水滴照片，其與水滴的接觸角大于150°。圖1.3自然界中的超疏水現(xiàn)象：(a)苜蓿葉；(b)水稻葉；(c)水黽；(d)天鵝不僅植物界中存在超疏水現(xiàn)象，動物界也存在許許多多的超疏水現(xiàn)象[23]。例如：水黽腿、蚊子眼睛、蝴蝶翅膀、鳥類羽毛等都具有良好的疏水性。如圖1.3所示，圖1.3c是水面上站立的水黽，水黽能在水面隨意滑行但不會沉入水底是因為水黽腿有無數(shù)納米凹槽結構的細長微剛毛，水黽利用其腿部特殊的微納米結構，將空氣在其表面形成一層穩(wěn)定的氣膜，阻礙了水滴的浸潤[24]。圖1.3d是水中嬉戲的天鵝，天鵝羽毛表面的微納米結構捕獲空氣形成氣墊層有利于其在水面游蕩，并且使得羽毛不會被水潤濕。同樣蜻蜓和蝴蝶的翅膀由于這種特殊的粗糙結構不會被水潤濕，可以在雨中飛翔自如。

蘭州交通大學碩士學位論文-3-圖1.2荷葉表面的超疏水現(xiàn)象(a)和乳突結構(b)除荷葉之外，大自然中具有類似疏水性能的植物還有很多[22]。例如：水稻葉、豬籠草、苜蓿葉、玫瑰花瓣等，都具備優(yōu)良的疏水性能，與荷葉表面一樣，水滴在其表面均呈球形且容易滾動。如圖1.3所示，圖1.3a是水滴在苜蓿葉表面呈球形，具有很好的疏水性，圖1.3b是水稻葉子表面的水滴照片，其與水滴的接觸角大于150°。圖1.3自然界中的超疏水現(xiàn)象：(a)苜蓿葉；(b)水稻葉；(c)水黽；(d)天鵝不僅植物界中存在超疏水現(xiàn)象，動物界也存在許許多多的超疏水現(xiàn)象[23]。例如：水黽腿、蚊子眼睛、蝴蝶翅膀、鳥類羽毛等都具有良好的疏水性。如圖1.3所示，圖1.3c是水面上站立的水黽，水黽能在水面隨意滑行但不會沉入水底是因為水黽腿有無數(shù)納米凹槽結構的細長微剛毛，水黽利用其腿部特殊的微納米結構，將空氣在其表面形成一層穩(wěn)定的氣膜，阻礙了水滴的浸潤[24]。圖1.3d是水中嬉戲的天鵝，天鵝羽毛表面的微納米結構捕獲空氣形成氣墊層有利于其在水面游蕩，并且使得羽毛不會被水潤濕。同樣蜻蜓和蝴蝶的翅膀由于這種特殊的粗糙結構不會被水潤濕，可以在雨中飛翔自如。


本文編號：3009862