不锈钢表面腐蚀与涂层对润湿性和抗结冰性能的影响

发布时间：2022-02-16 22:39

　　不锈钢材料因具有良好的焊接性、耐腐蚀性、耐热性等性能,在日常生活和生产中有着十分广泛的应用。随着社会的不断发展,各类产业对不锈钢性能的要求日趋增高,同时也在应用中暴露出一些问题,例如在临床医学上不锈钢医疗器械人体植入问题,化工产业中不锈钢表面污垢沉积易产生杂质的问题。可以看到,改善不锈钢的表面性能不仅能在社会生产中产生效益,还能大大地方便我们的生活。不锈钢上制备超疏水表面,能有效地提高其表面自清洁、抗粘附和抗结冰性能。本论文以304不锈钢和316不锈钢为基底,分别利用腐蚀法和电沉积法在其表面构造出超疏水结构,利用SEM、XRD、XPS以及接触角测量仪对不锈钢样品的表面形貌、化学成分、润湿性等进行了分析测量,探索了超疏水不锈钢表面的静态和动态抗结冰性能。通过实验主要发现:（1）表面腐蚀行为对不锈钢表面润湿性和结冰具有重要影响:304不锈钢在40℃条件下置于40%的氢氟酸溶液中腐蚀100分钟后,在其表面观测到绒毛状结构,经正十二硫醇酒精混合修饰液修饰后具有超疏水性能,接触角可以达到161.07°。进一步增加反应时间或提高反应温度都会使绒毛状结构消失,接触角变小。相比而言,316不锈钢样品在... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)荷叶表面水珠滚动(b)水黾停留在水面上

南昌航空大学硕士学位论文 第 1 章 绪表面进行的研究实验发现这些具有超疏水性能的植物表面都有一定程度上的糙结构，而使其具有自清洁性能的关键则是植物表面上微米级的乳突（图 （a））以及覆盖其上的蜡状物质共同作用的结果。以科学家江雷为首的研究组则用更加精确的扫描电子显微镜更细致的查看了荷叶表面结构，他们观察在荷叶表面不仅具有微米级乳突，乳突上同时还覆盖了纳米级别的分支（图 （b）），同时他们从理论上论证了导致荷叶表面有超疏水性的根本原因就是种微纳米级的复合二元结构3。Byeong Hee Kim 带领其手下的研究人员利用描电子显微镜观测到了荷叶表面有一层蜡质结构以及覆盖其上的乳突，并设了几何模型展示其二级结构。研究表明，水稻表面的微米结构是沿着叶片的边缘的有方向有顺序的乳其决定了水稻叶片的表面上的水滴滚动的角度和方向4。而蝉的翅膀表面有排列整齐的纳米级柱状结构使其接触角达到了156°5。

硕士学位论文 第 1 章 绪论态接触角度数大于 150°的材料表面称为超疏水表面。角与滚动角下我们用静态接触角和接触角滞后这两个参数描述液滴对固体表。角（Static Contact Angle, SCA）3，液滴与固体表面接触后，不能完全展开在固体表面但能保持静冠状的液滴，此时系统三相状态稳定，在固态、气态、液态交点大气的切线，切线和固体平面之间的夹角即为静态接触角θ。

【参考文献】：
期刊论文
[1]热氧化法制备超疏水Ti表面及其耐腐蚀性[J]. 康志新,郭明杰.  金属学报. 2013(05)
[2]电化学沉积法制备超疏水镍薄膜[J]. 田菲菲,胡安民,李明,毛大立.  复旦学报(自然科学版). 2012(02)
[3]化学刻蚀法制备黄铜基超疏水表面[J]. 李艳峰,于志家,于跃飞,孙宇飞.  化工学报. 2007(12)
[4]碳纳米管超疏水材料在家电行业中的应用前景[J]. 陶晓彦,陈江娜,余海霞,肖建军,李伟,任兆麟.  家电科技. 2006(01)

博士论文
[1]超疏水表面的仿生构建[D]. 袁志庆.中南大学 2008



本文编号：3628791