碳钢表面超疏水膜的制备及其防腐蚀性能研究

发布时间：2021-12-23 23:43

　　碳钢作为一种重要的工程材料,在交通、建筑、机械制造、航天等行业有重要作用,但是在使用过程中,碳钢常常因为腐蚀而变质。从热力学角度来讲,金属的腐蚀是自发进行的,因此金属的腐蚀具有普遍性。金属的变质会造成经济的损失,环境的污染,资源的浪费,甚至会造成严重的安全事故。因此研究碳钢的防腐蚀问题具有重要意义。金属腐蚀可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀,其中电化学是最重要的研究对象。电化学腐蚀往往与周围环境有关,周围环境中腐蚀介质向金属表面迁移并接触是发生电化学腐蚀的必要条件。阻碍金属与周围环境的接触可以有效的减缓其腐蚀速度。金属表面的超疏水膜因为其憎水性质,可以有效的抑制腐蚀介质在碳钢表面的扩散,其特殊的粗糙结构可以储存空气,减少腐蚀介质与金属的接触面积,因而被大量科研人员应用于防腐蚀中。聚苯胺是一种具有防腐蚀性能的高分子材料。因为其氧化还原性质可以在碳钢表面形成一层钝化膜,达到防腐蚀的目的。利用超疏水表面的憎水性质和聚苯胺优良的防腐蚀性能,将两者结合应用于防腐蚀,可以更有效的提高涂层对基体的保护作用。本文首先采用电纺丝的方法,在碳钢表面构建了一层超疏水薄膜。聚苯乙烯在强电场的作用下,形成纳... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３界面迁移理论的示意图??

润湿表面?不润湿表面??图１．４接触角的示意图??１．４．２超疏水模型??超疏水表面是指与水滴的接触角超过１５０°的表面，其特殊的疏水性能使其??拥有广阔的应用前景并受到人们的广泛关注。科研人员在研宄过程中，发现微纳??米粗糙结构和低表面能是构建超疏水表面的必要条件，并逐渐提出了一些理论模??型来解释该现象。??当固体表面为理想的光滑平面时，液体在固体表面处于稳定状态，此时固－??液界面、固？气界面和液－气界面的表面张力处于平衡状态，此时可以得到方程式：??ｃｏｓ＾＝（／ｓｖ－７ｓｌ）／＾ｖ??该方程为Ｙｏｕｎｇ氏方程［？］，其中ｙｓｖ固－气界面的表面张力、ｙｓｌ为固－液界??面的表面张力、Ｙｌｖ为液－气界面的表面张力，０为平衡状态的接触角。??当固体表面为粗糙平面时

当固体表面为粗糙平面时，Ｙｏｕｎｇ氏方程将不再适用。Ｃａｓｓｉｅ和Ｂａｘｔｅｒ通??过研宄超疏水表面认为：液体在固体表面稳定时，固体与液体之间的界面存在??少量气体，液体并不能完全填充固体表面的微小间隙，其接触示意图如图１．５??所示：??：：水Ｊ??露Ｉ置￥蠢Ｔｔ義Ｉ垂??图１．５Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ模型接触示意图??此时液体与固体是一种复合式的接触方式。通过推导得出方程式：??ｃｏｓ＾ＣＢ?＝?ｆｃｏｓ／９?＋?ｆ?—?１??该方程为Ｃａｓｓｉｅ方程［３４，切，其中，ｅＧＢ为粗糙表面的接触角，０为理想光滑表面??１０??

【参考文献】：
期刊论文
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[2]交流电波形对低压腐蚀铝箔微观形貌及性能的影响[J]. 郭敏,杨琴.  电子元件与材料. 2013(02)
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本文编号：3549412