超疏水鎂合金表面的構(gòu)建及耐腐蝕性能研究.pdf

1、鎂及其合金具有比重輕，比剛度和比強度高，切削加工性能、導(dǎo)熱性能以及鑄造性能良好等一系列的優(yōu)點，因此，鎂及鎂合金在交通運輸、電子設(shè)備、汽車行業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。但是，因為鎂及其合金的耐腐蝕性能比較差，這就很大程度上影響了它的大規(guī)模使用。研究表明通過在材料表面構(gòu)建強疏水層，可以提高相關(guān)材料的耐腐蝕性能和表面自清潔性能?；诖?，本研究依據(jù)鎂的物理化學性質(zhì)，采用了兩種過程簡單、成本低廉的制備方法構(gòu)建了超疏水鎂合金表面。

2、>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過鹽酸刻蝕、氨水浸泡和疏水長鏈接枝的方法，成功構(gòu)建得到接觸角達154.1°、滾動角為6°的超疏水鎂合金表面。利用接觸角測試、掃描電鏡觀察、紅外光譜分析、防黏附和電化學實驗等分別對超疏水鎂合金表面的潤濕性能、表面微結(jié)構(gòu)和化學組成、防黏附行為和耐腐蝕性能進行了考察。研究結(jié)果表明：鹽酸刻蝕和氨水浸泡使得鎂合金表面產(chǎn)生了微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)，而硬脂酸修飾使疏水烴基長鏈通過化學鍵接枝到具有微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)的鎂合金表面。正是由

3、于其特殊的表面微結(jié)構(gòu)和化學組成，使得超疏水鎂合金表現(xiàn)出了良好的防黏附行為和耐腐蝕性能。⑵通過水熱法在鎂合金表面成功構(gòu)建了一薄層超疏水膜，分別探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、乙醇與水的體積比以及 STA醇溶液濃度對鎂合金接觸角的影響。最后得出了最理想的反應(yīng)條件是：水熱法的反應(yīng)溫度為80 oC，在烘箱中的保溫時間為10 h，乙醇與水的體積比為1:1.4，硬脂酸乙醇溶液濃度為80 mmol/L。在最優(yōu)條件下制備得到的超疏水鎂合金的表面接觸角達到15

4、3.8°，滾動角為6°。利用電鏡照片觀察可知，通過水熱法處理之后，鎂合金表面構(gòu)建出了與基底牢固結(jié)合的原位生長的膜層，而且這些膜層由片狀的結(jié)構(gòu)錯落交替而成。⑶采用電化學測試和鹽水浸泡分別對兩種方法制備的超疏水鎂合金的耐腐蝕性能進行研究。由電化學測試得到的Tafel曲線結(jié)果表明：超疏水促使鎂合金片的腐蝕電流密度數(shù)值變小而腐蝕電位數(shù)值增大。這表明鎂合金表面的超疏水膜層提高了材料的耐腐蝕性能。另外，我們將兩種方法所制備的超疏水狀態(tài)的鎂合金片和空