基于电沉积法的无氟钢基超疏水表面制备工艺研究
发布时间：2021-04-08 02:46
超疏水表面因其具有特殊的自清洁性、较低的水阻力、良好的耐腐蚀性等优点,在船舶与海洋工程领域受到重点关注,针对船舶与海洋工程领域内实际应用需求,需研制疏水性能稳定、耐腐蚀性好的钢基超疏水表面。在超疏水制备方法中,电沉积法因具有对设备要求较低、易于扩大到工业生产以及适用于钢基表面等优点,非常适用于船舶与海洋工程领域。因此,本文对目前制备钢基超疏水表面的电沉积工艺进行了整合改进,结合工业挂镀的优势,设计小型挂镀镀槽,搭建配套实验平台,研究了一种接近工业挂镀的生产工艺,其电镀装置简易,材料廉价易得,制备流程快捷高效,对环境绿色友好,并且可以实现疏水性能、耐腐蚀性能符合要求的钢基超疏水表面的制备。由于固体表面的疏水性取决于表面微观形貌及化学成分,通过控制电沉积参数和后处理参数对表面形貌和固体表面能进行调控,可以改变表面疏水性能。基于此理论,本论文利用电沉积技术制备具有微纳米多级结构的粗糙表面,并通过物理加热或化学修饰的方法达到降低表面能的目的,研究基于电沉积法钢基超疏水表面的制备工艺,实现在Q235碳钢基材上制备具有良好疏水稳定性、耐腐蚀性的表面。本文主要研究内容如下:1.为了避免使用含氟有机物...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 超疏水表面的研究背景
1.2 超疏水表面的应用背景
1.3 超疏水表面的制备现状
1.3.1 自下而上法
1.3.2 自上而下法
1.3.3 其他方法
1.3.4 电沉积法制备钢基超疏水表面领域的现状
1.4 本文的研究内容
2 超疏水基本理论与电镀工艺理论
2.1 固体表面润湿性
2.1.1 表面自由能
2.1.2 静态接触角
2.1.3 接触角滞后
2.2 表面与接触模型
2.2.1 光滑表面
2.2.2 粗糙表面
2.3 电镀工艺理论
2.3.1 镀前预处理
2.3.2 电镀阶段
2.3.3 镀后处理
2.4 金属表面的表征技术
2.4.1 表面形貌分析
2.4.2 化学成分分析
2.4.3 润湿性能分析
2.4.4 腐蚀性能分析
2.5 技术路线
2.6 本章小结
3 基于电沉积法制备无修饰钢基超疏水表面工艺研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验器材
3.1.2 实验过程
3.2 实验数据
3.3 结果检测及分析
3.3.1 润湿性能分析
3.3.2 表面形貌
3.3.3 表面成分分析
3.3.4 电化学性能测试
3.4 本章小结
4 基于电沉积法制备硬脂酸修饰钢基超疏水表面工艺研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验器材
4.1.2 实验过程
4.2 实验数据
4.3 结果检测及分析
4.3.1 润湿性能分析
4.3.2 表面形貌
4.3.3 表面成分检测
4.3.4 电化学性能测试
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-nSiO2纳米复合电镀制备钢基超双疏表面[J]. 汪骥,程宏,蒋文轩,艾少华. 造船技术. 2019(02)
[2]超疏水/超亲油铜网表面的一步法制备及其油水分离应用[J]. 张东光,李陵汉,吴亚丽,王佳鹏,李冰,孙桓五. 中国表面工程. 2019(01)
[3]溶液浸泡结合表面涂层制备超疏水-超疏油表面（英文）[J]. 石彦龙,冯晓娟,康恺,侯杨. 应用化学. 2019(03)
[4]透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能[J]. 许里杰,鲁浈浈,周建庭. 精细化工. 2019(07)
[5]模板法HDPE/SBS/WGRT热塑性弹性体超疏水表面的结构及性能[J]. 时玉娇,王兆波. 弹性体. 2019(01)
[6]氧化还原法制备超疏水表面及其防覆冰性能[J]. 占彦龙,李文,李宏,胡良云. 材料工程. 2019(01)
[7]用于输电线路的铝基超疏水表面抗覆冰研究[J]. 付翊航,王嫚,李炜,唐波,谭新玉. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基于皮秒激光的超疏水镍铝青铜合金表面的制备[J]. 章泽斌,花银群,叶云霞,陈瑞芳,李志宝,杨进,帅文文. 中国激光. 2019(03)
[9]探讨超疏水技术在水下航行器上的应用[J]. 顾长捷. 数字海洋与水下攻防. 2018(03)
[10]仿生超疏水表面的研究及其在纺织领域的应用[J]. 王婵铭,杨文芳,丰万齐. 纺织科技进展. 2018(11)
博士论文
[1]仿生构筑超疏水静电纺纳米纤维多孔膜及膜蒸馏应用研究[D]. 李雄.东华大学 2017
[2]基于表面张力的仿水黾机器人研究[D]. 张新彬.哈尔滨工业大学 2016
[3]超疏水表面界面润湿行为与减阻特性研究[D]. 宋东.西北工业大学 2016
[4]超疏水生物水面超大承载机制及其仿生研究[D]. 王庆成.长春理工大学 2013
[5]超疏水、超双疏材料的制备与研究[D]. 郗金明.中国科学院研究生院（国家纳米科学中心） 2008
硕士论文
[1]基于超疏水表面的仿生水黾机器人研究[D]. 李晓宁.大连理工大学 2018
[2]纳米复合电镀制备钢基超双疏表面研究[D]. 程宏.大连理工大学 2018
[3]仿生超疏水表面的制备及其海水腐蚀防护性能研究[D]. 李天平.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2017
[4]超疏水表面的制备及在油水分离的研究[D]. 朱敬芳.中北大学 2017
[5]超疏水—超亲油泡沫铜的制备及油水分离研究[D]. 罗洁.大连理工大学 2016
[6]基于改进Ni-nSiO2纳米复合电沉积法的钢基超疏水表面制备工艺研究[D]. 陈昌毅.大连理工大学 2016
[7]铜及铜合金超疏水表面在海洋腐蚀与防护中应用的研究[D]. 刘伟.上海电力学院 2016
[8]不锈钢基超疏水表面制备技术研究[D]. 刘英雨.哈尔滨工业大学 2015
[9]基于超疏水材料的流动减阻与强化传热研究[D]. 金晶.河北工业大学 2014
[10]低反射超疏水太阳能电池表面结构的制备工艺研究[D]. 徐国强.华中科技大学 2013
本文编号：3124695
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 超疏水表面的研究背景
1.2 超疏水表面的应用背景
1.3 超疏水表面的制备现状
1.3.1 自下而上法
1.3.2 自上而下法
1.3.3 其他方法
1.3.4 电沉积法制备钢基超疏水表面领域的现状
1.4 本文的研究内容
2 超疏水基本理论与电镀工艺理论
2.1 固体表面润湿性
2.1.1 表面自由能
2.1.2 静态接触角
2.1.3 接触角滞后
2.2 表面与接触模型
2.2.1 光滑表面
2.2.2 粗糙表面
2.3 电镀工艺理论
2.3.1 镀前预处理
2.3.2 电镀阶段
2.3.3 镀后处理
2.4 金属表面的表征技术
2.4.1 表面形貌分析
2.4.2 化学成分分析
2.4.3 润湿性能分析
2.4.4 腐蚀性能分析
2.5 技术路线
2.6 本章小结
3 基于电沉积法制备无修饰钢基超疏水表面工艺研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验器材
3.1.2 实验过程
3.2 实验数据
3.3 结果检测及分析
3.3.1 润湿性能分析
3.3.2 表面形貌
3.3.3 表面成分分析
3.3.4 电化学性能测试
3.4 本章小结
4 基于电沉积法制备硬脂酸修饰钢基超疏水表面工艺研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验器材
4.1.2 实验过程
4.2 实验数据
4.3 结果检测及分析
4.3.1 润湿性能分析
4.3.2 表面形貌
4.3.3 表面成分检测
4.3.4 电化学性能测试
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-nSiO2纳米复合电镀制备钢基超双疏表面[J]. 汪骥,程宏,蒋文轩,艾少华. 造船技术. 2019(02)
[2]超疏水/超亲油铜网表面的一步法制备及其油水分离应用[J]. 张东光,李陵汉,吴亚丽,王佳鹏,李冰,孙桓五. 中国表面工程. 2019(01)
[3]溶液浸泡结合表面涂层制备超疏水-超疏油表面（英文）[J]. 石彦龙,冯晓娟,康恺,侯杨. 应用化学. 2019(03)
[4]透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能[J]. 许里杰,鲁浈浈,周建庭. 精细化工. 2019(07)
[5]模板法HDPE/SBS/WGRT热塑性弹性体超疏水表面的结构及性能[J]. 时玉娇,王兆波. 弹性体. 2019(01)
[6]氧化还原法制备超疏水表面及其防覆冰性能[J]. 占彦龙,李文,李宏,胡良云. 材料工程. 2019(01)
[7]用于输电线路的铝基超疏水表面抗覆冰研究[J]. 付翊航,王嫚,李炜,唐波,谭新玉. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基于皮秒激光的超疏水镍铝青铜合金表面的制备[J]. 章泽斌,花银群,叶云霞,陈瑞芳,李志宝,杨进,帅文文. 中国激光. 2019(03)
[9]探讨超疏水技术在水下航行器上的应用[J]. 顾长捷. 数字海洋与水下攻防. 2018(03)
[10]仿生超疏水表面的研究及其在纺织领域的应用[J]. 王婵铭,杨文芳,丰万齐. 纺织科技进展. 2018(11)
博士论文
[1]仿生构筑超疏水静电纺纳米纤维多孔膜及膜蒸馏应用研究[D]. 李雄.东华大学 2017
[2]基于表面张力的仿水黾机器人研究[D]. 张新彬.哈尔滨工业大学 2016
[3]超疏水表面界面润湿行为与减阻特性研究[D]. 宋东.西北工业大学 2016
[4]超疏水生物水面超大承载机制及其仿生研究[D]. 王庆成.长春理工大学 2013
[5]超疏水、超双疏材料的制备与研究[D]. 郗金明.中国科学院研究生院（国家纳米科学中心） 2008
硕士论文
[1]基于超疏水表面的仿生水黾机器人研究[D]. 李晓宁.大连理工大学 2018
[2]纳米复合电镀制备钢基超双疏表面研究[D]. 程宏.大连理工大学 2018
[3]仿生超疏水表面的制备及其海水腐蚀防护性能研究[D]. 李天平.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2017
[4]超疏水表面的制备及在油水分离的研究[D]. 朱敬芳.中北大学 2017
[5]超疏水—超亲油泡沫铜的制备及油水分离研究[D]. 罗洁.大连理工大学 2016
[6]基于改进Ni-nSiO2纳米复合电沉积法的钢基超疏水表面制备工艺研究[D]. 陈昌毅.大连理工大学 2016
[7]铜及铜合金超疏水表面在海洋腐蚀与防护中应用的研究[D]. 刘伟.上海电力学院 2016
[8]不锈钢基超疏水表面制备技术研究[D]. 刘英雨.哈尔滨工业大学 2015
[9]基于超疏水材料的流动减阻与强化传热研究[D]. 金晶.河北工业大学 2014
[10]低反射超疏水太阳能电池表面结构的制备工艺研究[D]. 徐国强.华中科技大学 2013
本文编号：3124695
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