由于“物競(jìng)天擇,適者生存”的自然法則,億萬年來自然界中的生物體表不斷進(jìn)化發(fā)展出許多優(yōu)異的功能特性。例如,荷葉表面與蝴蝶翅膀鱗片表面的自清潔特性;鯊魚皮表面與螻蛄頭部的脫附減阻功能;竹葉表面與沙漠甲蟲外殼的集水特性等等。本論文受自然界素飾蛺蝶翅膀鱗片表面與蜂巢結(jié)構(gòu)啟發(fā),建立仿生結(jié)構(gòu)模型,利用激光加工技術(shù)對(duì)7075鋁合金表面進(jìn)行刻蝕加工,制備具有低黏附自清潔性能的仿生疏水表面,并且分析仿生鋁合金表面的結(jié)構(gòu)特征與疏水自清潔等特性,研究仿生結(jié)構(gòu)對(duì)表面潤(rùn)濕性的貢獻(xiàn)機(jī)制。結(jié)果表明,采用激光加工方法在鋁合金基體上構(gòu)筑了具有類蝴蝶翅膀的網(wǎng)格狀凹槽結(jié)構(gòu)和類蜂巢狀的六邊形棱槽結(jié)構(gòu)特征的疏水自清潔表面。通過分析發(fā)現(xiàn),激光加工構(gòu)筑的仿生微結(jié)構(gòu)是鋁合金表面獲得疏水性能的關(guān)鍵因素,不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的兩種仿生結(jié)構(gòu)表面均具有優(yōu)異的疏水性能,其中類蜂巢狀六邊形結(jié)構(gòu)表面性能最佳,接觸角可以達(dá)到152.0°。同時(shí),兩種仿生結(jié)構(gòu)表面還擁有良好的低黏附特性,類蜂巢狀結(jié)構(gòu)具有比類蝴蝶翅膀網(wǎng)格結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀的疏水特性和滾動(dòng)特性,進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)構(gòu)特征對(duì)仿生表面的潤(rùn)濕性有重要影響。兩種仿生結(jié)構(gòu)表面都表現(xiàn)出良好的自清潔性能,在粉塵、泥漿等污染環(huán)...

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究目的和意義
    1.2 仿生疏水性表面研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自然界疏水生物表面
        1.2.2 仿生疏水表面制備方法
        1.2.3 仿生疏水表面應(yīng)用
    1.3 自清潔表面研究現(xiàn)狀
    1.4 激光加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 樣品制備與表征
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)材料
    2.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.4 試樣制備與表征
        2.4.1 試樣制備
        2.4.2 樣品表征
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于蝴蝶翅膀網(wǎng)格結(jié)構(gòu)特征與疏水自清潔特性研究
    3.1 引言
    3.2 類蝴蝶翅膀仿生結(jié)構(gòu)模型的建立
    3.3 仿生結(jié)構(gòu)表面形貌特征分析
    3.4 仿生結(jié)構(gòu)表面化學(xué)成分分析
    3.5 仿生結(jié)構(gòu)表面疏水特性分析
    3.6 仿生結(jié)構(gòu)表面自清潔特性分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于蜂巢狀六邊形結(jié)構(gòu)特征與疏水自清潔特性研究
    4.1 引言
    4.2 類蜂巢仿生結(jié)構(gòu)模型的建立
    4.3 仿生結(jié)構(gòu)表面形貌特征分析
    4.4 仿生結(jié)構(gòu)表面化學(xué)成分分析
    4.5 仿生結(jié)構(gòu)表面疏水特性分析
    4.6 仿生結(jié)構(gòu)表面自清潔特性分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
        5.1.1 結(jié)論
        5.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝



本文編號(hào)：3767780