基于多元耦合仿生理论的铝合金抗污自清洁表面的制备
发布时间：2023-03-26 15:01
随着节约能耗和减少排量的要求逐渐提高,轻量化已经成为全球汽车行业发展的必然趋势。而铝和铝合金由于比重小、比强度高,具有良好的成形性能、力学性能、物理性能以及工艺性能,被广泛应用于航空航天、交通运输、海洋船舶等领域,特别是在汽车轻量化方面发挥了重要作用。然而,大部分汽车生产企业主要关注于铝合金表面的耐磨性、耐蚀性等使用性能,而忽视了对表面抗污自清洁性能的要求。近年来,随着对仿生工程学的研究不断深入,人们逐渐找到了一种克服这一难题的新方法。在大自然中,蚯蚓、蜣螂等动物体表的某些部位呈多尺度微观结构,这种特定结构减小了液体与动物体表的接触面积,增大了液体在体表的接触角,与某些植物叶面的“荷叶效应”的原理极其相似。这种“荷叶效应”实质上是表面形态、结构与材料的耦合,即表面蜡质材料和微观粗糙结构的协同作用使得生物体表具有抗污自清洁性能。因此,本文基于多元耦合仿生理论和自清洁理论,采用喷丸和电化学氧化技术制备铝合金抗污耐蚀自清洁表面,对于改善铝合金使用性能、加快铝合金在汽车轻量化方面的应用具有重要意义。具体研究内容如下:(1)本文首先对抗污自清洁表面的相关理论和模型进行研究,并选用Cassie模型...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 激光刻蚀法
1.3.2 化学刻蚀法
1.3.3 氧化处理法
1.3.4 化学沉积法
1.3.5 其它处理方法
1.3.6 现状分析
1.4 课题来源
1.5 研究内容
第二章 多元耦合抗污自清洁表面理论分析
2.1 表面自清洁理论
2.1.1 自清洁表面的含义及分类
2.1.2 Young方程
2.1.3 Wenzenl模型
2.1.4 Cassie模型
2.2 多元耦合仿生理论
2.2.1 形态仿生
2.2.2 结构仿生
2.2.3 材料仿生
2.2.4 耦合仿生
2.3 可行性分析
2.3.1 自清洁理论的可行性
2.3.2 耦合仿生理论的可行性
2.3.3 本课题的可行性
2.4 本章小结
第三章 抗污自清洁表面凹坑状微米结构的制备
3.1 引言
3.2 喷丸加工机理
3.3 实验准备
3.3.1 实验材料
3.3.2 实验仪器
3.4 制备过程
3.4.1 试件预处理
3.4.2 喷丸冲击
3.4.3 氟硅烷修饰
3.4.4 试件表征
3.5 实验结果与分析
3.5.1 表面形貌分析
3.5.1.1 弹丸种类对表面形貌的影响
3.5.1.2 冲击气压对表面形貌的影响
3.5.1.3 弹丸粒径对表面形貌的影响
3.5.1.4 喷嘴直径对表面形貌的影响
3.5.1.5 喷丸直径对表面形貌的影响
3.5.2 表面接触角分析
3.5.3 表面黏着能分析
3.5.4 工艺参数的优化
3.6 本章小结
第四章 抗污自清洁表面珊瑚状纳米结构的制备
4.1 引言
4.2 电化学氧化机理
4.3 实验准备
4.3.1 实验试剂
4.3.2 实验仪器
4.4 制备过程
4.5 实验结果与分析
4.5.1 表面形貌分析
4.5.1.1 溶液浓度对表面形貌的影响
4.5.1.2 氧化电压对表面形貌的影响
4.5.1.3 电流密度对表面形貌的影响
4.5.1.4 氧化时间对表面形貌的影响
4.5.2 表面接触角分析
4.5.3 表面黏着能分析
4.5.4 工艺参数的优化
4.6 本章小结
第五章 抗污自清洁表面微纳米双重复合结构的制备
5.1 引言
5.2 实施方案
5.3 制备过程
5.4 结果与分析
5.4.1 表面形貌分析
5.4.2 表面接触角分析
5.4.3 表面粗糙度分析
5.4.4 表面黏着能分析
5.4.5 表面自清洁性分析
5.4.6 表面耐蚀性分析
5.4.7 表面化学成分分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
本文编号：3771179
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 激光刻蚀法
1.3.2 化学刻蚀法
1.3.3 氧化处理法
1.3.4 化学沉积法
1.3.5 其它处理方法
1.3.6 现状分析
1.4 课题来源
1.5 研究内容
第二章 多元耦合抗污自清洁表面理论分析
2.1 表面自清洁理论
2.1.1 自清洁表面的含义及分类
2.1.2 Young方程
2.1.3 Wenzenl模型
2.1.4 Cassie模型
2.2 多元耦合仿生理论
2.2.1 形态仿生
2.2.2 结构仿生
2.2.3 材料仿生
2.2.4 耦合仿生
2.3 可行性分析
2.3.1 自清洁理论的可行性
2.3.2 耦合仿生理论的可行性
2.3.3 本课题的可行性
2.4 本章小结
第三章 抗污自清洁表面凹坑状微米结构的制备
3.1 引言
3.2 喷丸加工机理
3.3 实验准备
3.3.1 实验材料
3.3.2 实验仪器
3.4 制备过程
3.4.1 试件预处理
3.4.2 喷丸冲击
3.4.3 氟硅烷修饰
3.4.4 试件表征
3.5 实验结果与分析
3.5.1 表面形貌分析
3.5.1.1 弹丸种类对表面形貌的影响
3.5.1.2 冲击气压对表面形貌的影响
3.5.1.3 弹丸粒径对表面形貌的影响
3.5.1.4 喷嘴直径对表面形貌的影响
3.5.1.5 喷丸直径对表面形貌的影响
3.5.2 表面接触角分析
3.5.3 表面黏着能分析
3.5.4 工艺参数的优化
3.6 本章小结
第四章 抗污自清洁表面珊瑚状纳米结构的制备
4.1 引言
4.2 电化学氧化机理
4.3 实验准备
4.3.1 实验试剂
4.3.2 实验仪器
4.4 制备过程
4.5 实验结果与分析
4.5.1 表面形貌分析
4.5.1.1 溶液浓度对表面形貌的影响
4.5.1.2 氧化电压对表面形貌的影响
4.5.1.3 电流密度对表面形貌的影响
4.5.1.4 氧化时间对表面形貌的影响
4.5.2 表面接触角分析
4.5.3 表面黏着能分析
4.5.4 工艺参数的优化
4.6 本章小结
第五章 抗污自清洁表面微纳米双重复合结构的制备
5.1 引言
5.2 实施方案
5.3 制备过程
5.4 结果与分析
5.4.1 表面形貌分析
5.4.2 表面接触角分析
5.4.3 表面粗糙度分析
5.4.4 表面黏着能分析
5.4.5 表面自清洁性分析
5.4.6 表面耐蚀性分析
5.4.7 表面化学成分分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
本文编号：3771179
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3771179.html
