碳钢表面超疏水涂镀层的制备及性能研究

发布时间：2020-09-11 16:38

　　 金属腐蚀每年会造成巨大的经济损失和生命财产损失,因此对金属腐蚀防护的研究具有重大的意义。超疏水表面因其独特的结构,可以阻止腐蚀性液体与基体接触,有效减少金属腐蚀现象的发生,而受到广泛关注。为了提高Q235碳钢的耐腐蚀性能,本文采用不同方法成功在碳钢上制备出超疏水表面,并对其疏水性和耐蚀性进行探究。本论文主要分为三个部分:1、采用简便、快速、低成本的溶胶-凝胶结合滴涂法在碳钢表面成功制备超疏水PDMS-TiO_2复合涂层。首先用正辛基三乙氧基硅烷对TiO_2进行改性,然后将改性TiO_2与PDMS复合,滴涂在碳钢上,即得到超疏水PDMS-TiO_2复合涂层。采用接触角测量仪、电化学阻抗谱测试和极化曲线测量对其疏水性和耐蚀性进行研究。测试结果表明该超疏水复合涂层的接触角为153.49o,对碳钢的耐蚀性有一定的改善。2、以瓦特镀镍液和纳米TiO_2为复合电镀液,采用恒电流沉积在碳钢上构造微纳米粗糙结构,然后用低表面能物质修饰即得到超疏水表面。探究了不同电流密度大小、TiO_2浓度、低表面能物质浓度和电镀时间的影响。结果发现当电流密度为50 mA/cm~2,TiO_2浓度为25 g/L,硬脂酸浓度为1%,电镀时间为30 min时制备的超疏水复合镀层性能最佳。该条件下的超疏水复合镀层的接触角为160.99o,显现出良好的超疏水性、自清洁性以及耐磨性。通过电化学阻抗谱测试和极化曲线测量考察其耐蚀性能,结果表明该超疏水复合镀层具有优异的耐蚀性能。3、选用上述最佳浓度下的电解液为脉冲电镀液,采用脉冲电沉积与低表面能物质修饰在碳钢上制备超疏水防腐蚀表面。探究了不同脉冲平均电流密度,脉冲时间,脉冲占空比以及脉冲频率的影响。结果发现当平均电流密度为30 mA/cm~2,脉冲电镀时间10min,脉冲占空比为50%,脉冲频率为10Hz时制备的超疏水复合镀层性能最佳。该条件下的超疏水复合镀层的接触角为156.99o,通过电化学阻抗谱测试、极化曲线和浸泡实验考察其耐蚀性能,结果表明在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡90天后,该超疏水复合镀层的阻抗值依旧很高,保护效率高达99.59%,具有长期防腐蚀性能。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ153

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本文编号：2816910