在自然界中許多動(dòng)植物都表現(xiàn)出超疏水性,最常見的就是“出淤泥而不染”的荷葉、將露水凝結(jié)成珠的稻葉、雨打不濕的蝴蝶翅膀等等,科研工作者通過仿生技術(shù),將這種特殊的表面潤(rùn)濕現(xiàn)象應(yīng)用到諸如自清潔、油水分離、防霜凍和耐腐蝕等方面。本文通過模仿稻葉和荷葉的微觀結(jié)構(gòu)來制備超疏水表面,所選材料為金屬銅,銅具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐腐蝕等優(yōu)良性能,在半導(dǎo)體、建筑等工業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用,具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景,所以,研究它具有現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。目前制備超疏水表面的方法眾多,比如電化學(xué)沉積法、模板法、溶膠凝膠法等,在眾多方法中,基本都是先在材料表面構(gòu)造一定的粗糙度,然后用低表面能的物質(zhì)進(jìn)行修飾,尤其是在金屬材料表面構(gòu)造超疏水表面,因其具有較高的表面能,更需要借助外來修飾劑進(jìn)行表面處理,所以很少有人能直接在金屬表面構(gòu)建超疏水表面,而本文所采取的方法就可以不加修飾劑直接制備銅基超疏水表面,因此更具有理論研究?jī)r(jià)值。本文通過劃刻法與電刷鍍相結(jié)合、激光加工法兩種方法在金屬銅表面成功制備出超疏水表面,通過掃描電子顯微鏡進(jìn)行微觀形貌觀察,通過X射線衍射儀和X射線光電子能譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)和成分檢測(cè),通過光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x進(jìn)行接觸角... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體表面的浸潤(rùn)性
        1.2.1 表面潤(rùn)濕性的相關(guān)概念
        1.2.2 光滑表面的Young理論
        1.2.3 粗糙表面的Wenzel理論
        1.2.4 粗糙表面的Cassie理論
        1.2.5 Cassie-Wenzel過渡態(tài)
    1.3 自然界中的超疏水現(xiàn)象
        1.3.1 荷葉
        1.3.2 稻葉
        1.3.3 蝴蝶翅膀
        1.3.4 水黽腿
    1.4 超疏水表面的制備方法
        1.4.1 電化學(xué)沉積法
        1.4.2 模板法
        1.4.3 溶膠凝膠法
        1.4.4 激光加工法
    1.5 超疏水表面的應(yīng)用
        1.5.1 在自清潔方面的應(yīng)用
        1.5.2 在抗腐蝕方面的應(yīng)用
        1.5.3 在流體減阻方面的應(yīng)用
        1.5.4 在油水分離方面的應(yīng)用
    1.6 選題的來源與意義
第2章 超疏水樣品的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)所需材料與設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)所需材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備
            2.2.2.1 機(jī)械劃刻設(shè)備
            2.2.2.2 激光加工設(shè)備
            2.2.2.3 電刷鍍?cè)O(shè)備
    2.3 超疏水銅膜的制備
        2.3.1 基體的預(yù)處理
            2.3.1.1 機(jī)械劃刻
            2.3.1.2 激光加工
        2.3.2 電刷鍍處理
            2.3.2.1 電刷鍍鍍液配制
            2.3.2.2 電刷鍍基本原理
            2.3.2.2 電刷鍍基本工藝過程
        2.3.3 熱處理
    2.4 樣品表征
        2.4.1 樣品表面形貌分析
        2.4.2 樣品晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.4.3 樣品化學(xué)成分析
        2.4.4 樣品潤(rùn)濕性能分析
        2.4.5 樣品耐腐蝕性能分析
第3章 劃刻法與電刷鍍相結(jié)合制備超疏水表面及潤(rùn)濕性研究
    3.1 引言
    3.2 超疏水銅膜的制備
        3.2.1 機(jī)械劃刻與電刷鍍相結(jié)合制備超疏水銅膜
        3.2.2 激光標(biāo)刻與電刷鍍相結(jié)合制備超疏水銅膜
    3.3 超疏水銅膜的表征分析
        3.3.1 表面微觀形貌分析
        3.3.2 晶體結(jié)構(gòu)和成分分析
        3.3.3 潤(rùn)濕性能分析
            3.3.3.1 靜態(tài)潤(rùn)濕行為分析
            3.3.3.2 動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕行為分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 激光加工制備具有紋理結(jié)構(gòu)的超疏水表面及應(yīng)用分析
    4.1 引言
    4.2 超疏水樣品的制備
    4.3 超疏水樣品的表征分析
        4.3.1 表面微觀形貌分析
            4.3.1.1 標(biāo)刻步長(zhǎng)對(duì)表面形貌的影響
            4.3.1.2 標(biāo)刻功率對(duì)表面形貌的影響
            4.3.1.3 標(biāo)刻速度對(duì)表面形貌的影響
        4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)和成分分析
        4.3.3 潤(rùn)濕行為分析
            4.3.3.1 標(biāo)刻參數(shù)對(duì)潤(rùn)濕性的影響
            4.3.3.2 熱處理時(shí)間對(duì)潤(rùn)濕性的影響
            4.3.3.3 液滴大小及壓縮液滴對(duì)潤(rùn)濕性的影響
        4.3.4 超疏水表面應(yīng)用分析
            4.3.4.1 超疏水表面的自清潔效應(yīng)及機(jī)理分析
            4.3.4.2 超疏水表面冰雪融化測(cè)試
            4.3.4.3 超疏水表面低溫滴水試驗(yàn)分析
            4.3.4.4 超疏水表面耐腐蝕性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士期間的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]軟模板印刷法制備超疏水性聚苯乙烯膜[J]. 金美花,廖明義,翟錦,江雷.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[4]從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J]. 江雷.  科技導(dǎo)報(bào). 2005(02)
[5]超疏水性納米界面材料的制備與研究(英文)[J]. 馮琳,江雷.  中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào). 2005(01)



本文編號(hào)：3051435