镁合金表面TiO 2 超疏水膜层的制备及其性能研究
发布时间：2023-06-02 05:31
仿生超疏水表面来源于荷叶的仿生学原理,因其独特的自清洁方式和防腐蚀效果,拥有广阔的发展前景,已经成为当今研究的热点之一。镁合金由于其优异的力学性能和较低的密度,已经成为包括传统机械制造业,生物医学和航空航天等多个领域所追捧的材料。然而镁元素过于活泼,导致镁合金极易被腐蚀,限制了其进一步的应用。在镁合金基底上构筑超疏水膜层,可以有效地隔绝腐蚀介质与基底,进而较好的解决这个难题。本论文以镁合金为基底,分别采用水热法、静电自组装法和浸渍法制备了以TiO2为主要成分的超疏水表面,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析测试手段对制备样品的表面形貌及化学组成进行分析,通过接触角测试、摩擦磨损试验、电化学测试等手段对制备样品的润湿性、稳定性及耐蚀性进行分析。采用两步法在AZ31镁合金表面构筑含TiO2的超疏水膜层。将经过预处理的镁合金空白样品进行阳极氧化处理形成第一层氢氧化物膜层,再使用水热法在阳极氧化层上生长TiO2,在表面构筑了微纳米结构,经修饰后接触角达到159.6°,滑...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁合金概述
1.1.1 镁合金的应用
1.1.2 镁合金的腐蚀原因和耐蚀性方法
1.2 TiO2概述
1.2.1 TiO2的特点
1.2.2 TiO2的制备方法
1.3 仿生超疏水表面概述
1.4 超疏水表面的浸润性理论
1.4.1 杨氏方程
1.4.2 Wenzel模型与Cassie模型
1.5 仿生超疏水表面的研究进展
1.5.1 超疏水表面的制备
1.5.2 超疏水表面的应用
1.6 本论文研究目的及意义
1.7 本论文的主要研究内容
第2章 实验材料及实验表征方法
2.1 实验材料与实验仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 试样的表征及测试方法
2.2.1 接触角及滑动角测试
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.4 X射线衍射(XRD)
2.2.5 电化学测试
2.3 本章小结
第3章 两步法制备TiO2超疏水表面及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 AZ31 表面预处理
3.2.2 样品的阳极氧化处理
3.2.3 水热法制备TiO2膜层
3.2.4 样品的表面改性
3.3 结果与讨论
3.3.1 阳极氧化电压对阳极氧化层的影响
3.3.2 阳极氧化对水热TiO2层的影响
3.3.3 超疏水表面的化学成分表征
3.3.4 超疏水表面的浸润性和稳定性
3.3.5 超疏水表面的自清洁性能
3.3.6 超疏水表面的防腐蚀性能
3.4 本章小结
第4章 静电自组装法制备TiO2超疏水表面及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 镁合金表面的预处理
4.2.2 TiO2颗粒的制备
4.2.3 TiO2颗粒的组装
4.2.4 膜层的表面改性
4.3 结果与讨论
4.3.1 TiO2/PDDA超疏水膜层的形貌表征
4.3.2 TiO2/PDDA超疏水膜层的化学成分表征
4.3.3 TiO2/PDDA超疏水膜层的稳定性
4.3.4 TiO2/PDDA超疏水膜层的自清洁和防覆冰性能
4.3.5 TiO2/PDDA超疏水膜层的防腐蚀性能
4.4 本章小结
第5章 TiO2/KCC-1 复合超疏水表面的构筑及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 AZ31表面的预处理
5.2.2 片状TiO2膜层的制备
5.2.3 KCC-1的制备
5.2.4 KCC-1的负载
5.2.5 样品的表面改性
5.3 结果与讨论
5.3.1 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的形貌表征
5.3.2 TiO2/KCC-1复合超疏水膜层的化学成分表征
5.3.3 KCC-1分散液的浓度对样品形貌和疏水性的影响
5.3.4 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的稳定性
5.3.5 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的耐腐蚀性
5.3.6 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的光催化性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3827761
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁合金概述
1.1.1 镁合金的应用
1.1.2 镁合金的腐蚀原因和耐蚀性方法
1.2 TiO2概述
1.2.1 TiO2的特点
1.2.2 TiO2的制备方法
1.3 仿生超疏水表面概述
1.4 超疏水表面的浸润性理论
1.4.1 杨氏方程
1.4.2 Wenzel模型与Cassie模型
1.5 仿生超疏水表面的研究进展
1.5.1 超疏水表面的制备
1.5.2 超疏水表面的应用
1.6 本论文研究目的及意义
1.7 本论文的主要研究内容
第2章 实验材料及实验表征方法
2.1 实验材料与实验仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 试样的表征及测试方法
2.2.1 接触角及滑动角测试
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.4 X射线衍射(XRD)
2.2.5 电化学测试
2.3 本章小结
第3章 两步法制备TiO2超疏水表面及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 AZ31 表面预处理
3.2.2 样品的阳极氧化处理
3.2.3 水热法制备TiO2膜层
3.2.4 样品的表面改性
3.3 结果与讨论
3.3.1 阳极氧化电压对阳极氧化层的影响
3.3.2 阳极氧化对水热TiO2层的影响
3.3.3 超疏水表面的化学成分表征
3.3.4 超疏水表面的浸润性和稳定性
3.3.5 超疏水表面的自清洁性能
3.3.6 超疏水表面的防腐蚀性能
3.4 本章小结
第4章 静电自组装法制备TiO2超疏水表面及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 镁合金表面的预处理
4.2.2 TiO2颗粒的制备
4.2.3 TiO2颗粒的组装
4.2.4 膜层的表面改性
4.3 结果与讨论
4.3.1 TiO2/PDDA超疏水膜层的形貌表征
4.3.2 TiO2/PDDA超疏水膜层的化学成分表征
4.3.3 TiO2/PDDA超疏水膜层的稳定性
4.3.4 TiO2/PDDA超疏水膜层的自清洁和防覆冰性能
4.3.5 TiO2/PDDA超疏水膜层的防腐蚀性能
4.4 本章小结
第5章 TiO2/KCC-1 复合超疏水表面的构筑及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 AZ31表面的预处理
5.2.2 片状TiO2膜层的制备
5.2.3 KCC-1的制备
5.2.4 KCC-1的负载
5.2.5 样品的表面改性
5.3 结果与讨论
5.3.1 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的形貌表征
5.3.2 TiO2/KCC-1复合超疏水膜层的化学成分表征
5.3.3 KCC-1分散液的浓度对样品形貌和疏水性的影响
5.3.4 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的稳定性
5.3.5 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的耐腐蚀性
5.3.6 TiO2/KCC-1复合超疏水表面的光催化性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3827761
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