不锈钢基仿生分级结构表面润湿与腐蚀特性研究

发布时间：2021-05-24 14:10

　　生物表面的微-纳尺度结构对其表面润湿性有着深远的影响,依据对荷叶、芋叶等多种生物表面微观形貌的研究,采用喷砂技术分别与电刷镀技术、化学刻蚀技术相结合的方法,在304不锈钢表面构筑出两种仿生微-纳分级结构。研究其表面形貌发现,喷砂-电刷镀-喷砂试样表面具有不完整的类“菜花状”乳突分级结构,喷砂-化学刻蚀试样表面具有疏松状不规则分级结构。研究了两种分级结构表面的润湿性,结果显示,喷砂-电刷镀-喷砂和喷砂-化学刻蚀试样表面水接触角最高分别达149.4°和158.6°。分析认为,试样表面的微-纳分级结构可以使水滴与其接触时,在接触区域形成一层空气薄膜层,这一膜层的存在可以减小分级结构表面与水滴的接触面积,从而实现从抛光基底表面亲水性到分级结构表面疏水性的转变。在3.5 wt.%NaCl溶液中进行的Tafel曲线测量,结果显示喷砂-电刷镀-喷砂和喷砂-化学刻蚀试样表面腐蚀电流密度分别较抛光基底表面下降2个和1个数量级,表现出较好的耐腐蚀特性。另外,稀盐酸浸泡试验观察结果显示喷砂-电刷镀-喷砂试样表面的耐盐酸腐蚀能力要远远优于不锈钢基底。以上结果说明文中的两种结合方法所构筑出的分级结构表面同时拥有... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 金属材料表面腐蚀
    1.3 仿生结构研究现状
    1.4 超疏水表面相关理论及制备方法
        1.4.1 超疏水表面相关理论
        1.4.2 超疏水表面制备方法
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 样品制备与表征
    2.1 引言
    2.2 试验材料与设备
    2.3 试验制备
        2.3.1 喷砂
        2.3.2 喷砂-电刷镀复合
        2.3.3 喷砂-化学刻蚀复合
    2.4 试验表征
    2.5 本章小结
第3章 仿生分级结构表面特征与润湿特性
    3.1 引言
    3.2 喷砂表面特征与润湿特性
        3.2.1 表面形貌结构特征
        3.2.2 表面化学组成
        3.2.3 表面润湿特性
        3.2.4 表面润湿特性分析
    3.3 喷砂-电刷镀复合表面特征与润湿特性
        3.3.1 表面形貌结构特征
        3.3.2 表面化学组成
        3.3.3 表面润湿特性
        3.3.4 表面润湿特性分析
    3.4 喷砂-化学刻蚀复合表面特征与润湿特性
        3.4.1 表面形貌结构特征
        3.4.2 表面化学组成
        3.4.3 表面润湿特性
        3.4.4 表面润湿特性分析
    3.5 本章小结
第4章 仿生分级结构表面腐蚀特性
    4.1 引言
    4.2 喷砂-电刷镀复合表面腐蚀特性
        4.2.1 Tafel曲线分析表面腐蚀特性
        4.2.2 盐酸浸泡腐蚀特性
    4.3 喷砂-化学刻蚀复合表面腐蚀特性
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    （一）总结
    （二）主要创新点
    （三）研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]仿生微坑—槽复合织构陶瓷刀具硬车削性能研究[J]. 郭志远,崔晓斌,燕凯.  工具技术. 2019(01)
[2]基于昆虫翅脉仿生流道的数控机床主轴系统冷却结构热设计[J]. 邓小雷,庞世杰,李瑞琦,周宜博,王建臣,傅建中.  工程设计学报. 2018(05)
[3]金属材料的腐蚀与防护措施研究[J]. 王亚健.  建材与装饰. 2018(24)
[4]竹材表面仿生构筑类月季花超疏水结构的研究[J]. 宋剑刚,王发鹏,顾笛.  浙江农林大学学报. 2017(05)
[5]喷砂-电刷镀制备疏水耐腐蚀复合结构[J]. 李晶,李红,杜锋,赵言辉,于化东.  科学通报. 2017(12)
[6]碳钢超疏水表面制备及其耐腐蚀性研究[J]. 李晶,李红,于化东,杜锋.  中国机械工程. 2016(23)
[7]银表面超疏水性与超亲水性的可逆转变研究(英文)[J]. 雷胜,王法军,李文,乔冠军.  Science China Materials. 2016(05)
[8]选烧厂高梯度不锈钢棒介质锈蚀分析[J]. 李玲,沈玉力.  酒钢科技. 2014(03)
[9]金属电化学腐蚀与防腐浅析[J]. 赵慧萍,赵文娟,张晓芳.  化学工程与装备. 2013(10)
[10]金属腐蚀的危害及防护[J]. 王彩云.  机械管理开发. 2012(05)

博士论文
[1]仿生超疏水金属表面的制备与性能研究[D]. 孟可可.吉林大学 2014
[2]仿生非光滑耦合模具表面粘附性能研究[D]. 单宏宇.吉林大学 2009

硕士论文
[1]海洋环境中钢铁构筑物腐蚀的电化学检测[D]. 周冰.天津大学 2009



本文编号：3204321