發(fā)布時(shí)間：2017-06-03 02:03

  本文關(guān)鍵詞：鋁基超疏水表面的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁是自然界中分布最廣泛的金屬元素，其有比強(qiáng)度高、比重小等優(yōu)點(diǎn)，使得鋁及鋁合金在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。鋁雖然在空氣中有很好的耐蝕性，但是鋁的化學(xué)活潑性使得它在濕度較大的環(huán)境下或海水中的耐蝕性不是很好，這限制了鋁及鋁合金在工業(yè)上的應(yīng)用。而超疏水的表面具有自清潔、抑制表面腐蝕等特性，因此在鋁及鋁合金表面制備超疏水涂層具有深遠(yuǎn)的意義。 本研究通過在鋁基表面構(gòu)造微納米階層結(jié)構(gòu)，再用硬脂酸修飾后得到了超疏水表面，，并對超疏水表面的耐蝕性進(jìn)行了測試分析。本文主要工作的內(nèi)容和結(jié)果如下： 首先，用溶膠-凝膠法制備得到了氧化鋁粉末以及氧化鋁溶膠，用浸漬提拉法在玻璃片基底上涂覆一層氧化鋁溶膠，通過熱處理后得到氧化鋁凝膠薄膜，再進(jìn)行沸水粗糙處理以及聚乙烯亞胺和硬脂酸的表面修飾，得到了超疏水的氧化鋁薄膜。通過接觸角測量、掃描電鏡和紅外分析等對氧化鋁薄膜的潤濕性能、表面微觀結(jié)構(gòu)和鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，得到氧化鋁薄膜的接觸角為154.2°，其表面具有花瓣?duì)畹碾A層結(jié)構(gòu)和疏水的長碳鏈分子層組成，這使得氧化鋁表面具有超疏水性。將超疏水薄膜在空氣中室溫放置一年后，其表面仍然具有超疏水特性，另外，用不同酸堿性的水進(jìn)行接觸角測量，水的pH值在1-11范圍內(nèi)時(shí)，該超疏水薄膜的接觸角均在146°以上，這表明該薄膜的疏水特性比較穩(wěn)定，有一定的耐蝕性。 其次，用沸水粗糙處理法在金屬鋁及鋁合金表面構(gòu)造微納米粗糙結(jié)構(gòu)，然后用聚乙烯亞胺和硬脂酸對其表面進(jìn)行修飾，得到了超疏水純鋁和鋁合金表面的接觸角分別為155.6°和153.4°。通過掃描電鏡得出超疏水鋁及鋁合金表面具有很好的微納米雙重粗糙結(jié)構(gòu)。用極化曲線測試超疏水鋁合金表面的耐蝕性能，得到接觸角越大，耐蝕性能越好，且超疏水鋁合金在3.5%NaCl溶液中腐蝕電位比未經(jīng)任何處理的鋁合金升高0.21V，電流密度下降3.67×10~(-5)A·cm~(-2)，很好的抑制了鋁合金的腐蝕。 最后，同樣用沸水粗糙處理法在金屬鋁及鋁合金表面構(gòu)造微納米粗糙結(jié)構(gòu)，然后用硬脂酸直接對其進(jìn)行修飾，制備得到的超疏水鋁合金和純鋁表面的接觸角分別為154.1°和152.3°。通過掃描電子顯微鏡分析得出超疏水鋁及鋁合金表面具有很好的微納米雙重粗糙結(jié)構(gòu)。用極化曲線測試超疏水鋁合金表面的耐蝕性能，得到接觸角越大，耐蝕性能越好，且超疏水鋁合金在3.5%NaCl溶液中腐蝕電位比親水表面的鋁合金升高0.43V，電流密度下降一個(gè)數(shù)量級，提高了其耐蝕性。這些結(jié)果表明沸水粗糙化處理后，不吸附聚乙烯亞胺，直接用硬脂酸修飾后的鋁及鋁合金表面同樣能達(dá)到超疏水，其耐蝕性也相應(yīng)地得到了提高。
【關(guān)鍵詞】：鋁基體 溶膠-凝膠法 超疏水表面 耐腐蝕 表面微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG178
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 鋁及鋁合金11-13
• 1.1.1 概述11
• 1.1.2 鋁的性能特點(diǎn)及其應(yīng)用11-12
• 1.1.3 鋁及鋁合金的腐蝕類型12
• 1.1.4 鋁及鋁合金在各種介質(zhì)中的耐蝕性12-13
• 1.1.5 鋁及鋁合金的防腐現(xiàn)狀13
• 1.2 超疏水表面13-16
• 1.2.1 接觸角的定義14-15
• 1.2.2 Wenzel 模型15
• 1.2.3 Cassie 模型15-16
• 1.2.4 Cassie 和 Wenzel 模型間的轉(zhuǎn)化16
• 1.3 金屬超疏水表面的制備技術(shù)16-19
• 1.3.1 模板法17
• 1.3.2 分子自組裝法17-18
• 1.3.3 化學(xué)刻蝕法18
• 1.3.4 電化學(xué)沉積法18
• 1.3.5 復(fù)合法18-19
• 1.3.6 陽極氧化法19
• 1.3.7 一步浸泡法19
• 1.4 金屬超疏水表面制備技術(shù)中存在的問題19-20
• 1.5 金屬超疏水表面的應(yīng)用前景20
• 1.6 本課題的選題目的和研究內(nèi)容20-22
• 2 溶膠-凝膠法制備超疏水氧化鋁薄膜22-39
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和材料22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法23-25
• 2.2.4 測試及表征方法25-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-38
• 2.3.1 接觸角分析27-28
• 2.3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析28-29
• 2.3.3 物相分析29-30
• 2.3.4 試樣的熱性能表征30-32
• 2.3.5 形貌分析32
• 2.3.6 氧化鋁超疏水表面的性能分析32-34
• 2.3.7 氧化鋁表面的粘附性34-35
• 2.3.8 氧化鋁超疏水表面的形成機(jī)制35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 吸附 PEI 法超疏水鋁基表面的制備及耐蝕性能研究39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-42
• 3.2.1 基體材料39-40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器40
• 3.2.3 超疏水表面的制備40-42
• 3.2.4 試樣表征方法42
• 3.3 結(jié)果與討論42-54
• 3.3.1 制備條件對鋁基表面疏水性能的影響42-48
• 3.3.2 超疏水表面的物相分析48-50
• 3.3.3 超疏水鋁及鋁合金表面的形貌表征50-51
• 3.3.4 超疏水鋁合金表面的 X 射線光電子能譜分析51-52
• 3.3.5 超疏水鋁及鋁合金的耐蝕性能52-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 4 硬脂酸一步法制備鋁基超疏水表面及耐蝕性能研究55-72
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-58
• 4.2.1 基體材料55
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器55-56
• 4.2.3 鋁及鋁合金超疏水表面的制備56-57
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)的表征方法57-58
• 4.3 結(jié)果與討論58-71
• 4.3.1 制備條件對鋁基表面疏水性能的影響58-63
• 4.3.2 超疏水鋁基表面的物相分析63-65
• 4.3.3 超疏水鋁及鋁合金表面的形貌表征65-67
• 4.3.4 超疏水鋁合金表面的 X 射線光電子能譜分析67-68
• 4.3.5 超疏水鋁合金表面的潤濕機(jī)理68-69
• 4.3.6 超疏水鋁合金的耐蝕性能69-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 5 結(jié)論與創(chuàng)新72-74
• 5.1 結(jié)論72
• 5.2 創(chuàng)新72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王寶玲,吳興惠,柳清菊,劉強(qiáng),何愿華;溶膠-凝膠法制備氧化鋁薄膜的研究[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年S1期

  本文關(guān)鍵詞：鋁基超疏水表面的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：416994