鋁基超疏水表面的制備及其耐海水腐蝕性能的研究.pdf

1、近年來，受到仿生學(xué)的啟發(fā)，超疏水表面逐漸走入人們的視野，基于其優(yōu)異的耐污濁、自清潔、防冰凝、防腐蝕性能，在建筑業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國海洋工業(yè)的迅速發(fā)展，開發(fā)海洋，利用海洋，緩解資源環(huán)境壓力，成為亟待解決的問題。其中海水腐蝕是阻礙海洋工業(yè)發(fā)展的主要因素之一，本文中將超疏水表面與防海水腐蝕相結(jié)合，通過在材料表面制備超疏水涂層來達(dá)到緩蝕效果。超疏水表面微納相結(jié)合的粗糙結(jié)構(gòu)易被破壞進(jìn)而導(dǎo)致了其疏水性能的降低，因此制備

2、具有良好的機(jī)械疏水耐久度的基底來提高材料表面的使用壽命是超疏水廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
　　由于鋁在海洋中廣泛的應(yīng)用，本文利用商業(yè)鋁片作為基底，通過陽極氧化法以及刻蝕法制備得到微納相結(jié)合的粗糙結(jié)構(gòu)，改性之后使表面具備超疏水性。通過CHI660E電化學(xué)工作站對(duì)制備的基底研究其耐腐蝕性能測試，利用UMT摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)研究超疏水基底的摩擦性能以及機(jī)械疏水耐久度。研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)通過陽極氧化法對(duì)金屬鋁基底制備氧化鋁，然后再經(jīng)過20

3、g/L的鉻酸溶液刻蝕和熔融十四酸進(jìn)行表面改性，得到了對(duì)水靜態(tài)接觸角達(dá)150°以上、滾動(dòng)角為1°的超疏水表面。這種超疏水基底的抗海水腐蝕性能顯著提高，緩蝕率可達(dá)99.99％，極大地減緩了基底在海水中的腐蝕速率。通過UMT摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)利用鋼球在0.5N負(fù)載下摩擦表面研究其摩擦性能，發(fā)現(xiàn)薄膜對(duì)基底起到了良好的保護(hù)作用，壽命超過1800s;利用金相拋光布在0.1N負(fù)載下摩擦表面研究機(jī)械疏水耐久度，2400周期后表面仍能保持一定的疏水性能。

4、r>　　(2)通過CuCl2溶液對(duì)鋁基底進(jìn)行刻蝕，后通過在恒溫干燥箱中加熱20h、熔融十四酸改性、加熱20h后熔融十四酸改性三種方法制備得到超疏水表面，對(duì)水的靜態(tài)接觸角分別為146°、152°、154°，滾動(dòng)角分別為8°、7°、4°。這些疏水表面在海水環(huán)境下都具有一定的緩蝕效果，緩蝕率分別為26.88％、98.06％、99.00％。且不同改性方法制備得到的基底具有不同的摩擦性能與不同的機(jī)械疏水耐久度，其中熔融十四酸改性基底耐磨性能最好，