本文關鍵詞：鋁合金超疏水膜的制備及防護性能研究

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【摘要】：超疏水金屬表面具有優(yōu)異的自清潔性能,能夠起到抑制表面腐蝕和氧化以及降低表面摩擦因數(shù)的效果,從而引起了人們廣泛的關注。目前,鋁合金超疏水表面的研究還缺乏系統(tǒng)性,生產工藝需要簡化和降低成本,難以設計出同時具備耐久的微觀結構和耐久的低表面能物質的超疏水表面。本論文擬采用化學和電化學的方法構建鋁基體粗糙表面,通過掃描電子顯微鏡、紅外光譜等檢測設備分析研究基體表面的不同粗糙度、不同形狀粗糙結構和化學成分對超疏水穩(wěn)定性能的影響機理,以獲得最佳的鋁基表面粗糙結構。通過采用視頻光學接觸角測量儀、光學顯微鏡、電化學測試系統(tǒng)等檢測技術,研究鋁合金表面粗糙結構及化學成分對超疏水鋁合金耐蝕性能及防污性能的影響,為構建穩(wěn)定耐久超疏水涂膜提供理論依據。論文的主要研究內容如下:(1)通過采用酸刻蝕法、陽極氧化法、磷酸-鉻酸鹽法、模板法等簡單的方法在鋁合金表面分別構建了具有臺階狀、針狀、橢球狀、三角形狀和柱狀的多元微納米結構,通過硬脂酸覆膜后,研究鋁基體表面粗糙結構對膜層結合力的影響,得到最佳表面粗糙結構。(2)選取了PP、SA、PE、PS和LDPE等五種高分子材料,在相同鋁基體表面粗糙結構的情況下,分析涂層材料的變化對鋁合金基體與涂層間結合性能的影響,得到與超疏水鋁合金基體結合性能最佳的涂層材料,并通過KH550、納米Si O2顆粒等改性鋁合金表面,進一步提高涂層與基體的結合性能。(3)在鋁合金上構建出具有不同粗糙度的表面,在相同涂層材料的情況下,分析研究表面粗糙度的變化對鋁試樣耐蝕性及防污性能的影響。結果表明,鋁合金表面粗糙度的增大有利于提高鋁合金的耐弱酸、弱堿及鹽溶液腐蝕和耐粉塵污染能力。當試樣表面接觸角大于150°時,樣品的耐蝕及防污性能得到很大提高。(4)選取PP、SA、PE、PS和LDPE等五種高分子材料,在相同表面粗糙度的情況下,研究涂層材料的變化對超疏水鋁合金耐蝕性能的影響,得到最佳的涂層材料,并通過改性鋁合金表面來進一步提高超疏水鋁合金的耐蝕性能。
【關鍵詞】：超疏水 鋁合金 穩(wěn)定性 耐蝕性
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 鋁合金腐蝕及研究背景11-13
• 1.1.1 鋁合金的腐蝕機理及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 超疏水膜的制備及其在鋁合金防腐中的應用13
• 1.2 超疏水表面的理論基礎及研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 超疏水表面的理論基礎14-17
• 1.2.2 超疏水表面的制備技術17
• 1.2.3 超疏水表面技術存在的問題及應用前景17-18
• 1.3 金屬基超疏水表面的制備技術18-20
• 1.3.1 化學刻蝕技術18-19
• 1.3.2 自組裝法19
• 1.3.3 水熱法19
• 1.3.4 電化學吸附和溶膠凝膠法19
• 1.3.5 陽極氧化法19-20
• 1.4 超疏水表面防護性能評價及研究進展20-21
• 1.4.1 表面機械穩(wěn)定性20
• 1.4.2 表面的耐污性20
• 1.4.3 表面的耐蝕性能20-21
• 1.5 本文的研究目的、意義及內容21-22
• 第二章 鋁合金基體微納米結構對超疏水膜層結合力的影響研究22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 實驗部分22-24
• 2.2.1 實驗材料及儀器22-23
• 2.2.2 不同微納米鋁合金基體表面結構的制備23-24
• 2.2.3 鋁合金表面覆膜處理24
• 2.3 表征方法24-25
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡24
• 2.3.2 接觸角測試24
• 2.3.3 滾動角測試24-25
• 2.3.4 方格劃痕膠帶測試25
• 2.3.5 漆膜附著力測試25
• 2.4 結果分析與討論25-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第三章 涂層材料與鋁合金基體結合力的實驗研究32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-34
• 3.2.1 實驗材料及儀器32-33
• 3.2.2 鋁合金基體表面微納米結構的制備33
• 3.2.3 高分子材料覆膜處理33-34
• 3.3 表征方法34-35
• 3.3.1 掃面電子顯微鏡34
• 3.3.2 接觸角測試34
• 3.3.3 紅外光譜分析34
• 3.3.4 方格劃痕膠帶測試34-35
• 3.4 結果分析與討論35-42
• 3.4.1 鋁合金試樣表面膜層的結合力分析35-36
• 3.4.2 鋁合金試樣表面形貌36-37
• 3.4.3 聚丙烯與鋁合金基體結合力的改進37-38
• 3.4.4 硅烷偶聯(lián)劑對試樣表面涂層結合力的影響38-40
• 3.4.5 納米粒子對試樣表面膜層結合力的影響40-42
• 3.5 本章小結42-44
• 第四章 鋁合金板表面不同粗糙度對材料耐腐蝕性能及防污性能的影響研究44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 實驗部分44-46
• 4.2.1 實驗材料及儀器44-45
• 4.2.2 不同表面粗糙度的鋁合金試樣的制備45-46
• 4.2.3 鋁合金試樣的電化學測試46
• 4.2.4 鋁合金試樣的浸泡腐蝕測試46
• 4.2.5 鋁合金試樣的防粉塵污染測試46
• 4.3 表征方法46-47
• 4.3.1 接觸角測試46-47
• 4.3.2 極化曲線分析47
• 4.3.3 交流阻抗譜分析47
• 4.3.4 失重法47
• 4.4 結果分析與討論47-51
• 4.4.1 鋁合金不同粗糙度對試樣耐蝕性能的影響47-50
• 4.4.2 鋁合金粗糙度對試樣防污性能的影響50-51
• 4.5 本章小結51-53
• 第五章 超疏水鋁合金涂層材料的耐腐蝕性能研究53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 實驗部分53-55
• 5.2.1 實驗材料及設備53-54
• 5.2.2 鋁合金試樣表面微納米結構的構建54
• 5.2.3 高分子材料修飾具有微納米結構鋁合金表面54
• 5.2.4 超疏水表面的改性與制備54-55
• 5.3 表征方法55
• 5.3.1 接觸角測試55
• 5.3.2 極化曲線分析55
• 5.3.3 交流阻抗譜分析55
• 5.4 結果分析與討論55-60
• 5.4.1 高分子材料對超疏水鋁合金試樣耐蝕性能的影響55-57
• 5.4.2 膜層改性對鋁合金試樣耐蝕性能的影響57-60
• 5.5 本章小結60-61
• 第六章 結論61-63
• 參考文獻63-70
• 攻讀學位期間主要的研究成果70-71
• 致謝71

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