電腐蝕法快速制備鐵基超疏水表面.pdf

1、超疏水表面具有自清潔、防結(jié)霜、減小與水流之間的摩擦阻力、抑制表面腐蝕等特點(diǎn),在催化、潤(rùn)滑、防水、生物醫(yī)療材料等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。由于鋼鐵材料是應(yīng)用最廣泛的工程材料，所以在鋼基體上制備超疏水表面具有重要的意義。本文首先對(duì)鴨子羽毛的微觀形貌進(jìn)行分析和分形表征，在此基礎(chǔ)上結(jié)合金屬的金相組織采用電腐蝕的方法在Q345基體上制備了超疏水表面，并研究了電腐蝕工藝參數(shù)、電腐蝕機(jī)理、表面的潤(rùn)濕性、分形維數(shù)、及其耐腐性能、耐磨性、抗結(jié)霜性能。

2、r>　　研究了鴨子羽毛的微觀結(jié)構(gòu)，測(cè)量了其接觸角為154±0.5°，滾動(dòng)角3°，研究表明與水滴的接觸為Cassie模型。通過(guò)盒維數(shù)的方法計(jì)算出其分形維數(shù)為2.46。
　　制定了仿鴨子羽毛表面電腐蝕工藝，并觀察分析了電腐蝕法制備的超疏水表面的形貌特征。結(jié)果表明采用電腐蝕法結(jié)合低表面能物質(zhì)處理能夠制備出仿鴨子羽毛超疏水表面，其接觸角可達(dá)152°，滾動(dòng)角1-2°。制備的超疏水表面有很低的粘附力。對(duì)超疏水表面的形貌、分形維數(shù)、疏水機(jī)理研究

3、表明，電腐蝕法制備的超疏水表面具有與鴨子羽毛類似的層片狀粗糙結(jié)構(gòu)，其分形維數(shù)為2.70。
　　用電腐蝕法成功在40Cr、65Mn、45號(hào)鋼、GCr15、16Mn鋼表面制備出了超疏水表面，表明通過(guò)電腐蝕法制備鐵基超疏水表面具有較好的普適性。
　　所制備的Q345超疏水表面和普通Q345碳鋼表面相比，具有更高的自腐蝕電位和更小的腐蝕電流密度，即具有更好的耐腐蝕性能。結(jié)霜試驗(yàn)表明，所制備的超疏水表面比普通表面單位面積可減少一半的結(jié)

4、霜量?；瘜W(xué)穩(wěn)定性試驗(yàn)表明，所制備的Q345超疏水表面具有化學(xué)穩(wěn)定性，可用于防酸雨。摩擦試驗(yàn)表明，電腐蝕法制備的Q345超疏水表面具有優(yōu)秀的耐磨性，可在4641.7Pa下在800目的砂紙上摩擦80cm仍然保持較好的疏水性能，并且用電腐蝕法可以方便、快捷、大面積的對(duì)粗糙結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次修復(fù)，而且不受限于工作條件，可用于野外施工。
　　綜上所述，本課題在研究鴨子羽毛分形維數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合金屬金相特點(diǎn)，通過(guò)電腐蝕的方法在鐵基體表面成功制備了超