皮秒激光制备超疏水镍铝青铜合金表面性能研究
发布时间：2020-12-20 07:34
镍铝青铜合金因其优异的机械性能和耐腐蚀性能被广泛应用于海洋环境领域。通过制备超疏水表面可以获得许多出色的性能,如自清洁性、抗腐蚀性、减阻性能、有效防止微生物黏附及良好的抗结冰性能。超疏水表面的制备方法有许多,如电化学沉积、化学刻蚀、等离子体辅助热气相沉积、溶胶-凝胶法和激光加工法等。激光加工法具有无需特殊的工作环境、可同时获得纳米级和微米级的微观结构、加工过程时间短、可通过控制参数得到不同的微纳米结构等优点,被广泛应用于多种材料表面加工。本论文采用皮秒激光在镍铝青铜合金表面构造微纳米结构,然后利用硬脂酸修饰改性试样表面,从而制备超疏水镍铝青铜合金。主要研究成果如下:（1）以镍铝青铜合金为基体,采用皮秒激光加工法在试样表面制备微纳米结构,并对表面微观结构和表面润湿性进行了分析,研究了激光加工功率、扫描速度、重复次数和扫描间距对镍铝青铜合金表面的接触角和滚动角的影响,研究表明最佳激光加工条件为:平均功率21.6 W,扫描速度200 mm/s,重复次数5次,扫描间距30μm。该条件下可在镍铝青铜合金表面获得均匀且周期性的凹坑和凸起微纳米结构,试样表面的接触角为134.13°。（2）通过皮秒激...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接触角示意图
图 1.2 (a)增减水滴体积法[24]；(b)倾斜表面法[25]Fig.1.2 (a) Increase or decrease water droplet volume method; (b)Inclined surface meth性的理论模型ung 模型光滑且均匀的固体表面，即理想光滑固体表面所用模型为 Young 模型ung 模型定义的接触角通常称为“本征接触角”。Young 方程式（1.1）描述征接触角与表面张力的关系[23]:lvsvslγγγθ-cos ，θ为本征接触角，γsv、γsl和γlv分别为固-气界面表面张力、固-液界面表表面张力。由式（1.1）可知，如果想要提高接触角θ，需改变三相表面的大小由分子间形成化学键能大小决定，因此，通过改变固体表面的化
图 1.3 (a) Wenzel 模型[29];(b) Cassie-Baxter 模型[30]Fig.1.3 (a) Wenzel model; (b) Cassie-Baxter model图 1.1 对比可得知 r>1。Wenzel 方程对 Young 方程cos暨 暨樐 知，材料表面粗糙结构会使亲水性的表面接触角减 模型虑了基体材料表面的固-液两相接触的关系，而实际触的关系，有的是固-液-气三相关系。因此，Wenz与本征接触角的关系。1944 年科学家 Cassie 和 Ba
【参考文献】：
期刊论文
[1]超疏水铁表面的制备及其自清洁性能研究[J]. 杨统林,邱祖民,肖建军,王海坤,杨方麒. 现代化工. 2018(06)
[2]飞秒激光诱导铝基的超疏水表面[J]. 杨奇彪,邓波,汪于涛,肖晨光,汪幸,陈列,郑重,娄德元,陶青,翟中生,Bennett Peter,刘顿. 激光与光电子学进展. 2017(10)
[3]纳秒激光诱导铝板表面超疏水微纳结构[J]. 杨奇彪,刘少军,汪于涛,汪幸,陈列,郑重,娄德元,陶青,翟中生,Peter Bennett,刘顿. 激光与光电子学进展. 2017(09)
[4]飞秒激光诱导超疏水钛表面微纳结构[J]. 泮怀海,王卓,范文中,王承伟,李虹瑾,柏锋,钱静,赵全忠. 中国激光. 2016(08)
[5]超疏水-超亲油棉织物的制备及在油水分离中的应用[J]. 石彦龙,杨武,冯晓娟. 高等学校化学学报. 2015(09)
[6]飞秒激光制备超疏水铜表面及其抗结冰性能[J]. 龙江游,吴颖超,龚鼎为,范培迅,江大发,张红军,钟敏霖. 中国激光. 2015(07)
[7]超疏水船用铝合金表面微结构对耐海水腐蚀性能的影响[J]. 连峰,王增勇,张会臣. 材料热处理学报. 2014(12)
[8]皮秒激光制备超疏水聚四氟乙烯表面及其水下全反射研究[J]. 曹文深,赵艳,吴燕,蒋毅坚. 中国激光. 2014(09)
[9]超疏水膜的相分离法制备及对棉织物的整理[J]. 杨艳丽,孙洁,钱坤. 印染. 2014(06)
[10]织构化提高表面摩擦学性能的研究进展[J]. 赵文杰,王立平,薛群基. 摩擦学学报. 2011(06)
博士论文
[1]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
[2]超疏水/超双疏材料的制备及其性能研究[D]. 彭珊.华南理工大学 2015
[3]特殊润湿功能表面的理论、构筑与应用[D]. 潘帅军.湖南大学 2015
[4]静电纺丝法制备功能性超疏水材料[D]. 王帅.吉林大学 2013
[5]仿生超疏水功能表面的制备及其性能研究[D]. 杨周.中国科学技术大学 2012
[6]短脉冲及超短脉冲激光对金属的烧蚀及微加工研究[D]. 王晓东.华中科技大学 2009
[7]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
[8]飞秒激光金属加工中的形状及形貌控制研究[D]. 王文君.西安交通大学 2008
硕士论文
[1]微结构超疏水功能表面的激光制备及性能研究[D]. 黄超.江苏理工学院 2018
[2]功能化超疏水/超双疏材料的制备及性能研究[D]. 马雪瑞.西安科技大学 2018
[3]仿生超疏水表面的制备及其性能研究[D]. 杨统林.南昌大学 2018
[4]浸渍法和溶胶-凝胶法超疏水棉织物涂层的制备及其油水分离性能[D]. 计强.华南理工大学 2018
[5]钛合金超疏水表面的制备及其耐腐蚀性能研究[D]. 李玉超.山东大学 2018
[6]飞秒激光加工的轴承钢表面微织构润滑减摩特性研究[D]. 何江涛.哈尔滨工业大学 2017
[7]金属表面皮秒激光纹理刻蚀工艺及润湿性能研究[D]. 李田.华中科技大学 2017
[8]超疏水纤维素/聚氨酯海绵的制备及其在油水分离中的应用[D]. 罗艳梅.湖南师范大学 2015
[9]含氟纳米杂合涂层的制备及其超疏水与防覆冰性能[D]. 唐永强.浙江大学 2015
[10]皮秒激光制备大面积金属类荷叶结构及其超疏水压印研究[D]. 林澄.清华大学 2014
本文编号：2927480
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接触角示意图
图 1.2 (a)增减水滴体积法[24]；(b)倾斜表面法[25]Fig.1.2 (a) Increase or decrease water droplet volume method; (b)Inclined surface meth性的理论模型ung 模型光滑且均匀的固体表面，即理想光滑固体表面所用模型为 Young 模型ung 模型定义的接触角通常称为“本征接触角”。Young 方程式（1.1）描述征接触角与表面张力的关系[23]:lvsvslγγγθ-cos ，θ为本征接触角，γsv、γsl和γlv分别为固-气界面表面张力、固-液界面表表面张力。由式（1.1）可知，如果想要提高接触角θ，需改变三相表面的大小由分子间形成化学键能大小决定，因此，通过改变固体表面的化
图 1.3 (a) Wenzel 模型[29];(b) Cassie-Baxter 模型[30]Fig.1.3 (a) Wenzel model; (b) Cassie-Baxter model图 1.1 对比可得知 r>1。Wenzel 方程对 Young 方程cos暨 暨樐 知，材料表面粗糙结构会使亲水性的表面接触角减 模型虑了基体材料表面的固-液两相接触的关系，而实际触的关系，有的是固-液-气三相关系。因此，Wenz与本征接触角的关系。1944 年科学家 Cassie 和 Ba
【参考文献】：
期刊论文
[1]超疏水铁表面的制备及其自清洁性能研究[J]. 杨统林,邱祖民,肖建军,王海坤,杨方麒. 现代化工. 2018(06)
[2]飞秒激光诱导铝基的超疏水表面[J]. 杨奇彪,邓波,汪于涛,肖晨光,汪幸,陈列,郑重,娄德元,陶青,翟中生,Bennett Peter,刘顿. 激光与光电子学进展. 2017(10)
[3]纳秒激光诱导铝板表面超疏水微纳结构[J]. 杨奇彪,刘少军,汪于涛,汪幸,陈列,郑重,娄德元,陶青,翟中生,Peter Bennett,刘顿. 激光与光电子学进展. 2017(09)
[4]飞秒激光诱导超疏水钛表面微纳结构[J]. 泮怀海,王卓,范文中,王承伟,李虹瑾,柏锋,钱静,赵全忠. 中国激光. 2016(08)
[5]超疏水-超亲油棉织物的制备及在油水分离中的应用[J]. 石彦龙,杨武,冯晓娟. 高等学校化学学报. 2015(09)
[6]飞秒激光制备超疏水铜表面及其抗结冰性能[J]. 龙江游,吴颖超,龚鼎为,范培迅,江大发,张红军,钟敏霖. 中国激光. 2015(07)
[7]超疏水船用铝合金表面微结构对耐海水腐蚀性能的影响[J]. 连峰,王增勇,张会臣. 材料热处理学报. 2014(12)
[8]皮秒激光制备超疏水聚四氟乙烯表面及其水下全反射研究[J]. 曹文深,赵艳,吴燕,蒋毅坚. 中国激光. 2014(09)
[9]超疏水膜的相分离法制备及对棉织物的整理[J]. 杨艳丽,孙洁,钱坤. 印染. 2014(06)
[10]织构化提高表面摩擦学性能的研究进展[J]. 赵文杰,王立平,薛群基. 摩擦学学报. 2011(06)
博士论文
[1]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
[2]超疏水/超双疏材料的制备及其性能研究[D]. 彭珊.华南理工大学 2015
[3]特殊润湿功能表面的理论、构筑与应用[D]. 潘帅军.湖南大学 2015
[4]静电纺丝法制备功能性超疏水材料[D]. 王帅.吉林大学 2013
[5]仿生超疏水功能表面的制备及其性能研究[D]. 杨周.中国科学技术大学 2012
[6]短脉冲及超短脉冲激光对金属的烧蚀及微加工研究[D]. 王晓东.华中科技大学 2009
[7]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
[8]飞秒激光金属加工中的形状及形貌控制研究[D]. 王文君.西安交通大学 2008
硕士论文
[1]微结构超疏水功能表面的激光制备及性能研究[D]. 黄超.江苏理工学院 2018
[2]功能化超疏水/超双疏材料的制备及性能研究[D]. 马雪瑞.西安科技大学 2018
[3]仿生超疏水表面的制备及其性能研究[D]. 杨统林.南昌大学 2018
[4]浸渍法和溶胶-凝胶法超疏水棉织物涂层的制备及其油水分离性能[D]. 计强.华南理工大学 2018
[5]钛合金超疏水表面的制备及其耐腐蚀性能研究[D]. 李玉超.山东大学 2018
[6]飞秒激光加工的轴承钢表面微织构润滑减摩特性研究[D]. 何江涛.哈尔滨工业大学 2017
[7]金属表面皮秒激光纹理刻蚀工艺及润湿性能研究[D]. 李田.华中科技大学 2017
[8]超疏水纤维素/聚氨酯海绵的制备及其在油水分离中的应用[D]. 罗艳梅.湖南师范大学 2015
[9]含氟纳米杂合涂层的制备及其超疏水与防覆冰性能[D]. 唐永强.浙江大学 2015
[10]皮秒激光制备大面积金属类荷叶结构及其超疏水压印研究[D]. 林澄.清华大学 2014
本文编号：2927480
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