潤濕性是材料表面研究過程中極其重要的一部分。受自然界中生物的啟發(fā),人們對不同潤濕性模型的表面進(jìn)行了深入的研究,經(jīng)過持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)一些具有疏水或超疏水性的生物表面除了具有防水功能以外,同時(shí)還具有一些特殊的功能,比如防腐蝕、自清潔以及防結(jié)冰等性能。針對實(shí)際工程需求研發(fā)具有不同功能特性的材料表面具有廣泛的應(yīng)用前景,所以探索可用于實(shí)際生產(chǎn)的功能性表面具有重要的工業(yè)價(jià)值和科學(xué)意義。而目前用于制備具有特殊潤濕性表面的方法大多存在成本高、操作繁瑣復(fù)雜、環(huán)境要求嚴(yán)苛、實(shí)際應(yīng)用困難等缺點(diǎn)。因此本文采用簡單、高效、低成本的噴涂方法分別制備了具有長效防腐蝕效果的疏水型石墨烯涂層和具有低粘附性的多功能超疏水型涂層。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及優(yōu)化,觀察所制備最佳涂層的表面微觀形貌,系統(tǒng)分析了其表面的潤濕性、耐腐蝕性等,并揭示了材料、結(jié)構(gòu)和功能之間的作用機(jī)理。針對金屬在海洋中的長效腐蝕防護(hù)問題,利用一步噴涂法將功能性涂料涂裝到金屬基部件表面,構(gòu)建具有疏水性的石墨烯防護(hù)涂層,獲得的涂層具有高耐腐蝕性、高附著力以及自清潔性能。這種方法具有實(shí)施簡單、可大面積施工和厚度可控等特點(diǎn),同時(shí)不受金屬基材類型和形狀的影響。首先通過顏填料的優(yōu)化... 

【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

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同類水滴接觸界面狀態(tài)

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4強(qiáng)，當(dāng)同時(shí)具有相同程度的結(jié)構(gòu)時(shí)，表面粗糙度越大，接觸角也就越大，表面的疏水性也就越好。一些動物也同樣具有疏水型表面，比如東亞飛蝗（圖1.2m），由于其飛行過程中體表典型部分能夠維持較高的潔凈度，因此分別對其外翅、口器、頸部和內(nèi)翅的部分進(jìn)行接觸角測量以及掃描電鏡觀察（圖1.2i，j，k，l）[19]，由測試結(jié)果可以得出東亞飛蝗的外翅、口器、頸部和內(nèi)翅的體表典型部位呈現(xiàn)出了不同的疏水性能，水滴在內(nèi)翅表面產(chǎn)生的接觸角在124.6°至141°之間，在外翅表面的接觸角在116°至131°之間，而在頸部和口器表面的接觸角介于內(nèi)翅和外翅之間。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出多級結(jié)構(gòu)可以增加表面的粗糙程度從而提高其表接觸角，但是表面的結(jié)構(gòu)不是影響表面接觸角的唯一因素，表面的組成成分也是一個主要的影響因素，即口器與頸部的粗糙度小于外翅時(shí)它們的接觸角更大，是由于表面的物質(zhì)組成成分的不同。圖1.2自然中等疏水型表面（a，b）竹葉；（c，d）浮萍；（e，f）翠菊葉；（g，h）玉米皮；（i，j，k，l）分別為東亞飛蝗的外翅、口器、頸部和內(nèi)翅SEM圖像；（m）東亞飛蝗

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.3自然界中典型的超疏水表面[7][26]（a，b）荷葉；（c，d）水稻葉；（e，f）水黽腿；（g，h）西瓜葉；（i，j）壁虎腳；（k，l）蟬翼；（m，n）蝴蝶翅膀；（o，p）蚊子復(fù)眼；（q，r）槐葉萍葉；（s，t）花生葉。經(jīng)過研究人員們長時(shí)間對超疏水表面不斷地探索，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)分析后得出了制備超疏水表面需要滿足兩個條件：首先，材料的表面必須具有非常低的表面自由能；其次，有必要在具有低表面自由能的表面上構(gòu)建具有一定粗糙度的微結(jié)構(gòu)。因此可以推斷出制備超疏水表面有兩個基本途徑：即一方面是在疏水性表面上構(gòu)建一定的粗糙結(jié)構(gòu)使其變?yōu)槌杷砻�；另一方面是在親水表面構(gòu)建一定的粗糙結(jié)構(gòu)并使用含氟有機(jī)化合物、長鏈烷烴等低表面自由能的物質(zhì)加以修飾使其變?yōu)槌杷砻�。隨著對超疏水表面研究的不斷深入，越來越多的加工方法和加工技術(shù)被發(fā)現(xiàn)并用于制作超疏水表面，目前所報(bào)道的超疏水加工方法有：化學(xué)刻蝕法[30]、軟刻蝕法[31]、激光刻蝕[32]、陽極氧化法[33]、升華結(jié)晶法[34]、電鍍法[35]、溶膠凝膠法[36]、分子自組裝法[37]、電解加工法[38]、模板法[39]、氣相沉積法[40]、電化學(xué)沉積法[41]、靜電紡絲法[42]、醇鹽溶液浸泡法[43]、等離子體法[44]、水熱法[45]、相分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]石墨烯/氧化石墨烯-水性環(huán)氧樹脂涂料的防腐蝕性能及機(jī)理研究[D]. 覃園斯.華南理工大學(xué) 2019
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[4]鋁合金表面多尺度仿生超疏水多功能表面的制備及機(jī)理研究[D]. 劉金丹.吉林大學(xué) 2014
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本文編號：3272407