电化学法制备超双疏涂层及其在管道中的实现

发布时间：2023-01-08 15:45

　　超疏水/超双疏薄膜的开发为钢铁材料在腐蚀条件下的有效防护开辟了新的途径。当该类膜层与液体介质相接触时,由于固—液界面处空气薄膜的存在,液相介质中的氯离子、氢氧根离子及氧气等腐蚀因子更难侵入金属基底中,从而极大地减缓了腐蚀反应。此外,对超疏水/超双疏膜层进一步的科学研究表明该空气薄膜介层的存在还有两种潜在的工业用途。过去的研究表明,空气膜的物理阻隔效应不仅能有效避免Ca CO3等晶体垢在金属壁面上的沉积;还能通过有效降低摩擦剪应力来减小流体流动阻力。因此,考察超疏水/超双疏薄膜材料在防腐、阻垢和流体减阻方面的性能具有非常显著的意义,这为石油石化行业的节能提供了很好的途径。然而,迄今为止,已被报道的超疏水/超双疏功能膜难以兼顾理化性质稳定性和可调性（改变厚度、膜形貌等）,这些膜层材料在面对具有连续、高强度生产特点的石油石化工业时将受到极大考验。目前,通过低成本法制备能够切实满足工业生产的需要的超疏水/超双疏薄膜是一大亟待攻克的问题。由于强度高、内应力低和耐久性好等优点,镍基合金涂层作为一种金属防护的理想的膜层材料被广泛应用于石油石化生产、海洋船舶设备等领域。本文利用低频率超声场辐照的一步电... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
前言
第一章 绪论
    1.1 润湿性理论和自然界中的超疏水现象
        1.1.1 润湿性理论
        1.1.2 接触角滞后和滚动角
        1.1.3 自然界中的超疏水现象
        1.1.4 超双疏表面的特性
    1.2 超疏水和超双疏表面的制备
        1.2.1 超疏水表面的制备
        1.2.2 超双疏表面的制备
        1.2.3 超疏水和超双疏表面的可放大性
    1.3 声化学法和超声的作用
        1.3.1 声化学的作用原理
        1.3.2 超声波发生装置
        1.3.3 超声波在纳米材料合成领域的作用
    1.4 超疏水表面的功能和应用前景
        1.4.1 自清洁功能
        1.4.2 抑制晶体垢功能
        1.4.3 防腐蚀功能
        1.4.4 流动减阻功能
    1.5 课题研究的目的及意义
第二章 超疏水性镍-铜合金纳米晶薄膜的一步电化学沉积制备
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器及设备
        2.2.3 实验步骤
        2.2.4 材料表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 膜层形貌尺度的控制因素
        2.3.2 膜层形貌与其他实验因素的关系
        2.3.3 膜层的化学组成和晶体结构分析
        2.3.4 膜层沉积形貌的形成机理
        2.3.5 膜层静态接触角(WCA)和滚动角(SA)与各实验因素的关系
        2.3.6 膜层的电化学特性
    2.4 本章小结
第三章 基于超声辐照电化学法的厚度可控的管内壁超双疏薄膜的制备
    3.1 引言
    3.2 实验步骤
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器及设备
        3.2.3 实验步骤
        3.2.4 材料表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 膜层形貌与各实验因素的关系
        3.3.2 膜层静态接触角(CA)和滚动角(SA)分析
        3.3.3 膜层的化学组成分析
        3.3.4 膜层的粗糙度和厚度分析
        3.3.5 膜层耐受性评价
    3.4 本章小结
第四章 管内超双疏膜层的防垢和减阻性能评价
    4.1 引言
    4.2 实验步骤
        4.2.1 实验药品
        4.2.2 实验仪器及设备
        4.2.3 实验步骤
        4.2.4 材料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.0 表面能的计算
        4.3.1 管内CaCO_3垢沉积形貌分析
        4.3.2 抑垢性能分析与评价
        4.3.3 超双疏膜层在高速液流冲刷下的稳定性
        4.3.4 超双疏膜层的流动减阻性能
    4.4 实验的拓展
    4.5 本章小结
结论
参考文献
发表文章及获奖情况
致谢



本文编号：3728743