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(qiáng)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(diǎn)，因此，鎂及鎂合金在交通運(yùn)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?yàn)殒V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(guò)在材料表面構(gòu)建強(qiáng)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(xué)性質(zhì)，采用了兩種過(guò)程簡(jiǎn)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(guò)鹽酸刻蝕、氨水浸泡和疏水長(zhǎng)鏈接枝的方法，成功構(gòu)建得到接觸角達(dá)154.1°、滾動(dòng)角為6°的超疏水鎂合金表面。利用接觸角測(cè)試、掃描電鏡觀察、紅外光譜分析、防黏附和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)等分別對(duì)超疏水鎂合金表面的潤(rùn)濕性能、表面微結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成、防黏附行為和耐腐蝕性能進(jìn)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(zhǎng)鏈通過(guò)化學(xué)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(xué)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(guò)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(shí)間、乙醇與水的體積比以及 STA醇溶液濃度對(duì)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(shí)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(dá)到15

4、3.8°，滾動(dòng)角為6°。利用電鏡照片觀察可知，通過(guò)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(zhǎng)的膜層，而且這些膜層由片狀的結(jié)構(gòu)錯(cuò)落交替而成。⑶采用電化學(xué)測(cè)試和鹽水浸泡分別對(duì)兩種方法制備的超疏水鎂合金的耐腐蝕性能進(jìn)行研究。由電化學(xué)測(cè)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