扫描射流电沉积制备超疏水镍镀层工艺试验研究
发布时间：2022-02-13 09:16
超疏水表面具有特殊的润湿性能,可应用于自清洁、防腐蚀、抗生物附着、流体减阻等许多领域。表面润湿性由表面自由能和表面粗糙度控制。构建合适的表面粗糙结构是制备出超疏水表面的基础。电沉积法在制备超疏水表面上具有独特的优势,如工艺简单快捷,可重复性高,成本低,可制备多种表面形貌等。射流电沉积技术具有灵活、高效、可选择性沉积等优势。本文采用阳极扫描射流电沉积技术制备了具有微纳分级粗糙结构的镍镀层,经过一周的自然疏水化过程后,得到了具有优异超疏水性能的表面。本文提出了超疏水表面的制备新方法,揭示了镀层生长机理和表面润湿性转变机理。主要内容如下:（1）设计并搭建了桌面级阳极扫描射流电沉积机床。相比其它射流电沉积机床,该机床操作、维护更方便,应用范围更广。（2）试验研究了添加剂浓度、扫描次数和平均电流密度等工艺参数的影响。镀液中加入NH4Cl后,镀层表面形成了粗糙团簇结构。表面团簇尺寸和密度随着NH4Cl浓度的增大、扫描次数的增加和平均电流密度的增大而增大。NH4+的作用是稳定阴极表面pH值,增强析氢反应,降低金属...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接触角示意图
析在理想条件下提出，在实际研究中，绝对光滑的表面是不存实际固体表面的润湿性主要由表面微观结构和表面化学成观形貌结构与润湿性之间的关系，研究人员在 Young's 方assie-Baxter 模型这两种经典静态接触角模型。于固体表面存在粗糙结构，液体与固体的实际接触面积要热力学公式为基础，分析了粗糙表面的润湿情况，对 Yo了 Wenzel 方程[4]： = = 0粗糙因子，定义为固体与液体的实际接触面积与液体在固表观接触角。定液滴可以浸润固体表面的粗糙结构，进入表面的凹陷处型建立了表观接触角和本征接触角之间的关系。实际材料 r>l。通过增大表面粗糙度，可以使本征亲水的材料表面变则变得更为疏水。
图 1.3 Cassie-Baxter 模型示意图出，液滴在粗糙固体表面表观接触角的大小与液滴在固体表面粗糙结构，增大凹槽区域存留的气体量，进而减小液可以增强固体表面的疏水性能。态接触角，是对固体表面润湿性能的静态表征。滚动角 参数，是对固体表面润湿性能的动态表征。如图 1.4 所示时，置于固体表面的液滴将发生滚动。发生滚动那一瞬间滚动角。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声辅助换向脉冲喷射电沉积钴–碳化铬复合镀层[J]. 宋皓,谭俊,郑晓辉,张庆,王猛. 电镀与涂饰. 2017(17)
[2]枝晶形态逐层引导控制技术[J]. 王桂峰,田宗军,刘志东,沈理达,黄因慧. 中国有色金属学报. 2011(09)
[3]射流电沉积快速成形金属镍制件[J]. 田宗军,王桂峰,黄因慧,刘志东,沈理达,高雪松. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[4]喷射电沉积纳米晶镍机理及工艺研究[J]. 刘润,宫凯. 机械科学与技术. 2010(08)
[5]荷叶表面纳米结构与浸润性的关系[J]. 王景明,王轲,郑咏梅,江雷. 高等学校化学学报. 2010(08)
[6]喷射电沉积阴极电场强度的仿真研究[J]. 陈劲松,黄因慧,田宗军,乔斌,杨建明. 电镀与环保. 2009(05)
[7]平行板电极喷射电沉积中的枝晶分形生长[J]. 王桂峰,黄因慧,田宗军,刘志东,陈劲松,高雪松. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[8]射流电沉积镍工艺研究[J]. 卢雄威,杜楠,赵晴,王梅丰,郑高. 表面技术. 2007(05)
[9]喷射电沉积喷嘴流场的数值分析[J]. 洪淑文,黄因慧,田宗军,刘志东,陈劲松. 电镀与环保. 2007(02)
[10]蝴蝶翅膀表面非光滑形态疏水机理[J]. 房岩,孙刚,王同庆,丛茜,任露泉. 科学通报. 2007(03)
博士论文
[1]平整、多元、交织射流电沉积形态控制技术的基础研究[D]. 王桂峰.南京航空航天大学 2011
[2]镍微纳米针锥阵列材料的电沉积制备与性能研究[D]. 杭弢.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]脉冲喷射电沉积制备纳米复合镀层试验研究[D]. 赵凯林.南京航空航天大学 2018
[2]喷射电沉积镍基纳米复合镀层试验研究[D]. 汪轶豪.南京航空航天大学 2017
[3]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
[4]喷射电沉积制备铜/钴多层膜工艺试验研究[D]. 徐诚.南京航空航天大学 2015
[5]多元喷射电沉积制备硅基铜/钴纳米多层膜试验研究[D]. 易笃钢.南京航空航天大学 2014
[6]耐磨—防腐超疏水表面电沉积制备及性能研究[D]. 于得旭.大连理工大学 2013
本文编号：3622924
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接触角示意图
析在理想条件下提出，在实际研究中，绝对光滑的表面是不存实际固体表面的润湿性主要由表面微观结构和表面化学成观形貌结构与润湿性之间的关系，研究人员在 Young's 方assie-Baxter 模型这两种经典静态接触角模型。于固体表面存在粗糙结构，液体与固体的实际接触面积要热力学公式为基础，分析了粗糙表面的润湿情况，对 Yo了 Wenzel 方程[4]： = = 0粗糙因子，定义为固体与液体的实际接触面积与液体在固表观接触角。定液滴可以浸润固体表面的粗糙结构，进入表面的凹陷处型建立了表观接触角和本征接触角之间的关系。实际材料 r>l。通过增大表面粗糙度，可以使本征亲水的材料表面变则变得更为疏水。
图 1.3 Cassie-Baxter 模型示意图出，液滴在粗糙固体表面表观接触角的大小与液滴在固体表面粗糙结构，增大凹槽区域存留的气体量，进而减小液可以增强固体表面的疏水性能。态接触角，是对固体表面润湿性能的静态表征。滚动角 参数，是对固体表面润湿性能的动态表征。如图 1.4 所示时，置于固体表面的液滴将发生滚动。发生滚动那一瞬间滚动角。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声辅助换向脉冲喷射电沉积钴–碳化铬复合镀层[J]. 宋皓,谭俊,郑晓辉,张庆,王猛. 电镀与涂饰. 2017(17)
[2]枝晶形态逐层引导控制技术[J]. 王桂峰,田宗军,刘志东,沈理达,黄因慧. 中国有色金属学报. 2011(09)
[3]射流电沉积快速成形金属镍制件[J]. 田宗军,王桂峰,黄因慧,刘志东,沈理达,高雪松. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[4]喷射电沉积纳米晶镍机理及工艺研究[J]. 刘润,宫凯. 机械科学与技术. 2010(08)
[5]荷叶表面纳米结构与浸润性的关系[J]. 王景明,王轲,郑咏梅,江雷. 高等学校化学学报. 2010(08)
[6]喷射电沉积阴极电场强度的仿真研究[J]. 陈劲松,黄因慧,田宗军,乔斌,杨建明. 电镀与环保. 2009(05)
[7]平行板电极喷射电沉积中的枝晶分形生长[J]. 王桂峰,黄因慧,田宗军,刘志东,陈劲松,高雪松. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[8]射流电沉积镍工艺研究[J]. 卢雄威,杜楠,赵晴,王梅丰,郑高. 表面技术. 2007(05)
[9]喷射电沉积喷嘴流场的数值分析[J]. 洪淑文,黄因慧,田宗军,刘志东,陈劲松. 电镀与环保. 2007(02)
[10]蝴蝶翅膀表面非光滑形态疏水机理[J]. 房岩,孙刚,王同庆,丛茜,任露泉. 科学通报. 2007(03)
博士论文
[1]平整、多元、交织射流电沉积形态控制技术的基础研究[D]. 王桂峰.南京航空航天大学 2011
[2]镍微纳米针锥阵列材料的电沉积制备与性能研究[D]. 杭弢.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]脉冲喷射电沉积制备纳米复合镀层试验研究[D]. 赵凯林.南京航空航天大学 2018
[2]喷射电沉积镍基纳米复合镀层试验研究[D]. 汪轶豪.南京航空航天大学 2017
[3]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
[4]喷射电沉积制备铜/钴多层膜工艺试验研究[D]. 徐诚.南京航空航天大学 2015
[5]多元喷射电沉积制备硅基铜/钴纳米多层膜试验研究[D]. 易笃钢.南京航空航天大学 2014
[6]耐磨—防腐超疏水表面电沉积制备及性能研究[D]. 于得旭.大连理工大学 2013
本文编号：3622924
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