本文關(guān)鍵詞：鋁合金超疏水膜的制備及防護(hù)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(guān)注。目前,鋁合金超疏水表面的研究還缺乏系統(tǒng)性,生產(chǎn)工藝需要簡化和降低成本,難以設(shè)計(jì)出同時(shí)具備耐久的微觀結(jié)構(gòu)和耐久的低表面能物質(zhì)的超疏水表面。本論文擬采用化學(xué)和電化學(xué)的方法構(gòu)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(shè)備分析研究基體表面的不同粗糙度、不同形狀粗糙結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分對超疏水穩(wěn)定性能的影響機(jī)理,以獲得最佳的鋁基表面粗糙結(jié)構(gòu)。通過采用視頻光學(xué)接觸角測量儀、光學(xué)顯微鏡、電化學(xué)測試系統(tǒng)等檢測技術(shù),研究鋁合金表面粗糙結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分對超疏水鋁合金耐蝕性能及防污性能的影響,為構(gòu)建穩(wěn)定耐久超疏水涂膜提供理論依據(jù)。論文的主要研究內(nèi)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(gòu)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(jié)構(gòu),通過硬脂酸覆膜后,研究鋁基體表面粗糙結(jié)構(gòu)對膜層結(jié)合力的影響,得到最佳表面粗糙結(jié)構(gòu)。(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(jié)構(gòu)的情況下,分析涂層材料的變化對鋁合金基體與涂層間結(jié)合性能的影響,得到與超疏水鋁合金基體結(jié)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(jìn)一步提高涂層與基體的結(jié)合性能。(3)在鋁合金上構(gòu)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(jié)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(dāng)試樣表面接觸角大于150°時(shí),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(jìn)一步提高超疏水鋁合金的耐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 鋁合金 穩(wěn)定性 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jī)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(yīng)用13
• 1.2 超疏水表面的理論基礎(chǔ)及研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 超疏水表面的理論基礎(chǔ)14-17
• 1.2.2 超疏水表面的制備技術(shù)17
• 1.2.3 超疏水表面技術(shù)存在的問題及應(yīng)用前景17-18
• 1.3 金屬基超疏水表面的制備技術(shù)18-20
• 1.3.1 化學(xué)刻蝕技術(shù)18-19
• 1.3.2 自組裝法19
• 1.3.3 水熱法19
• 1.3.4 電化學(xué)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(hù)性能評價(jià)及研究進(jìn)展20-21
• 1.4.1 表面機(jī)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(nèi)容21-22
• 第二章 鋁合金基體微納米結(jié)構(gòu)對超疏水膜層結(jié)合力的影響研究22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器22-23
• 2.2.2 不同微納米鋁合金基體表面結(jié)構(gòu)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(dòng)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(jié)果分析與討論25-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 涂層材料與鋁合金基體結(jié)合力的實(shí)驗(yàn)研究32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器32-33
• 3.2.2 鋁合金基體表面微納米結(jié)構(gòu)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(jié)果分析與討論35-42
• 3.4.1 鋁合金試樣表面膜層的結(jié)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(jié)合力的改進(jìn)37-38
• 3.4.4 硅烷偶聯(lián)劑對試樣表面涂層結(jié)合力的影響38-40
• 3.4.5 納米粒子對試樣表面膜層結(jié)合力的影響40-42
• 3.5 本章小結(jié)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(shí)驗(yàn)部分44-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)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(xué)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(jié)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(jié)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(shí)驗(yàn)部分53-55
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備53-54
• 5.2.2 鋁合金試樣表面微納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建54
• 5.2.3 高分子材料修飾具有微納米結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-70
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果70-71
• 致謝71

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