化學刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究.pdf

1、化學刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究化學刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究Poolboilingantifoulingonhyhobiccoatingspreparedwithchemicaletching（國家自然科學基金資助項目，資助號：No.20876106)學科專業(yè)：化學工程研究生：惠龍飛指導教師：劉明言教授天津大學化工學院2013年6月摘要為了研究化學刻蝕預處理對于疏水表面池沸騰和污垢沉積特性的影響，本文在經過化學刻蝕處理的AISI

2、304不銹鋼基底上制備了粗糙疏水涂層表面，研究了工藝參數對涂層的表面形貌和疏水性能的影響，確定了較優(yōu)的化學刻蝕工藝條件。由于材料表面結構和表面特性在池沸騰過程有著重要作用，因此本文中，采用化學刻蝕和液相沉積法在不銹鋼基底表面構建了微納米微細階層結構，并采用低表面能物質氟硅烷對表面進行改性。使用場發(fā)射掃描電鏡、表面粗糙度儀、接觸角測量儀、俄歇電子能譜和X射線電子能譜對涂層的表面形貌、元素組成及表面自由能進行了表征。發(fā)現(xiàn)化學刻蝕處理能夠在基

3、底上形成表面粗糙結構，明顯提高復合涂層的疏水性能，疏水性的提高與刻蝕液濃度及刻蝕時間存在正相關關系。在池沸騰裝置中，對不同條件下獲得的表面?zhèn)鳠釓娀头拦感阅苓M行了研究，實驗結果表明，化學刻蝕能夠明顯強化表面的沸騰傳熱性能。與拋光不銹鋼表面相比，化學刻蝕疏水涂層的沸騰傳熱系數提高一倍左右。在CaSO4溶液中進行的污垢實驗表明，疏水涂層能夠降低換熱表面的污垢熱阻，在熱通量為50.69kWm2，溶液濃度由1.8gL增加至2.1gL時，分別考察