纳米复合电镀制备钢基超双疏表面研究

发布时间：2021-11-10 14:06

　　超双疏表面不仅有着超疏水的自清洁性和防污染以及水摩擦阻力小等优异性的特性,而且超双疏表面对油性液体具有清洁和抗黏着抗腐等特点,在船舶与海洋工程和能源运输方面的应用越来越广泛。由于船舶制备和能源运输材料的特殊性,超双疏、超疏油制备工艺相当困难,无法满足生产要求。本文采用纳米复合电镀的方法,提出一种在船用Q235钢材上制备超双疏、超疏油表面的制备工艺。本文分析了船舶与海洋工程制备的特点,避免破坏钢基表面的物理性质,采用纳米复合电镀法在钢基材料上制备超双疏、超疏油表面实验探究。纳米复合电镀制备钢基超双疏、超疏油表面,可以促使纳米二氧化硅和镍金属离子的沉积,保证镀层的均匀稳定性,构造符合超双疏、超疏油的微纳米双重粗糙结构。利用液相沉积法将低表面能物质修饰在钢基表面,进而得到超双疏、超疏油表面。复合电镀法是构造微纳米双重粗糙结构的关键。在制备钢基超双疏、超疏油的电镀过程中,通过控制镀液的成分、工艺的流程,对影响实验结果的电镀时间、电镀温度以及电镀电流密度进行探究实验,最终得到最佳的制备工艺参数。实验过程中发现,随着电镀时间、电镀温度和电流密度的增加,钢基表面的疏水和疏油性先增加后减小。最终得到当... 

【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】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 超双疏、超疏油表面的国内外研究现状
    1.3 超双疏、超疏油表面的应用
        1.3.1 自清洁表面
        1.3.2 减阻材料
        1.3.3 防黏附表面
        1.3.4 液体定向运输
    1.4 超双疏、超疏油表面制备方法
        1.4.1 刻蚀法
        1.4.2 模板法
        1.4.3 溶胶-凝胶法
        1.4.4 沉积法
        1.4.5 分子自组装法
        1.4.6 静电纺丝法
    1.5 本文的主要研究内容
2 超双疏、超疏油表面和复合电镀理论基础
    2.1 超双疏、超疏油表面相关理论
        2.1.1 静态接触角和接触角滞后
        2.1.2 Young's方程
        2.1.3 Wenzel模型
        2.1.4 Cassie模型
        2.1.5 Wenzel模型与Cassie模型之间的联系
        2.1.6 Cassie-Baxter模型
    2.2 纳米复合电镀的理论基础
    2.3 本章小结
3 Cu-Ni-nSiO_2复合电镀制备钢基超疏油表面
    3.1 超疏油制备的必要条件
        3.1.1 复合电镀构建微纳米粗糙结构
        3.1.2 低表面能物质的修饰
    3.2 钢基超疏油制备实验
        3.2.1 实验材料和实验器材
        3.2.2 实验步骤
    3.3 实验数据
    3.4 实验结果分析
        3.4.1 电镀时间对实验结果的影响
        3.4.2 电镀电流密度对实验结果的影响
        3.4.3 电镀温度对实验结果的影响
    3.5 实验结论与分析
    3.6 本章小结
4 Ni-nSiO_2复合电镀钢基超双疏制备
    4.1 超双疏制备的必要条件
        4.1.1 复合电镀构建微纳米粗糙结构
        4.1.2 低表面能物质的修饰
    4.2 钢基超双疏制备实验
        4.2.1 实验材料和实验器材
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 实验数据
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 电镀时间对实验结果的影响
        4.3.2 电镀电流密度对实验结果的影响
        4.3.3 电镀温度对实验结果的影响
    4.4 实验结论与分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
        5.1.1 Cu-Ni-nSiO_2钢基超疏油表面制备总结
        5.1.2 Ni-nSiO_2钢基超双疏表面制备总结
    5.2 展望
        5.2.1 Cu-Ni-nSiO_2钢基超疏油表面制备展望
        5.2.2 Ni-nSiO_2钢基超双疏制备展望
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]仿生超疏水表面的制备与应用的研究进展[J]. 赵晓非,杨明全,章磊,王顺武,刘立新.  化工进展. 2016(09)
[2]超疏水自清洁涂层防结冰技术的研究进展[J]. 杨钦,罗荘竹,谭生,罗一旻,张招柱,刘维民.  中国表面工程. 2016(04)
[3]超亲水-水下超疏油PVDF-g-PAA多孔膜的制备及油水分离性能[J]. 高虹,段月琴,袁志好.  高等学校化学学报. 2016(06)
[4]超双疏表面的构筑及研究进展[J]. 辛忠,张雯斐.  化工进展. 2015 (02)
[5]酸性镀铜法制备黄铜基超疏水表面[J]. 曹凯,张谦,陈福明.  电镀与涂饰. 2014(04)
[6]铜表面的纳米结构制备及其浸润性研究[J]. 裴明德,王波,张丽霞,汤云辉,严辉.  功能材料. 2013(20)
[7]电化学和化学加工法制备铝基体超双疏表面[J]. 宋金龙,徐文骥,陆遥,刘新,魏泽飞,孙晶.  机械工程学报. 2013(05)
[8]超双疏自清洁变色织物[J]. 朱丽丽,陈银燕,张琳,贾静,刘艳春.  科技资讯. 2012(31)
[9]低表面能船舶防污涂料的疏水结构及防污性能[J]. 陈美玲,张力明,杨莉,高宏.  船舶工程. 2010(06)
[10]铝合金基体超疏水表面的制备及防冰霜性能研究[J]. 赵坤,杨保平,张俊彦.  功能材料. 2010(S1)

博士论文
[1]金属基体超疏水表面的制备及其海洋防腐防污功能的研究[D]. 刘涛.中国海洋大学 2009
[2]金属基体上超疏水表面的制备研究[D]. 钱柏太.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]电刷镀法制备超疏水表面的试验研究[D]. 赵涌.大连理工大学 2012
[2]超双疏表面的制备及其润湿性研究[D]. 周继根.青岛理工大学 2010



本文编号：3487405