铝基超疏水表面润湿性能调控及应用研究

发布时间：2017-11-07 05:41

  本文关键词：铝基超疏水表面润湿性能调控及应用研究

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【摘要】：润湿性是衡量超疏水表面特性的重要指标,具有可控润湿性的超疏水表面在生物医学分析、芯片实验室等领域有重要潜在应用价值。本文利用电化学刻蚀和硬脂酸修饰在铝合金基底上加工超疏水表面,并研究了主要加工参数(电流密度、刻蚀时间及电解液浓度)对所加工超疏水表面润湿性的影响规律。结果表明：随着电流密度增大,接触角呈先增大后减小的趋势；选择大电流密度可以缩短加工时间,提高超疏水表面的制备效率；电解液浓度对接触角和滚动角的影响均较小。当电解液浓度为0.1 mol·L-1时,滚动角达到最小值7.6°,所获得表面具有优良的动态超疏水特性。利用微铣削加工工艺在制备的铝基超疏水表面加工微米级微坑及其阵列结构,所加工微坑对水滴表现出高粘附特性,并且当液滴滚落微坑后,在微坑表面会附着水渍,说明铣削的微坑具有亲水性。研究微坑直径对液滴粘附性能的影响规律,结果表明,随着微坑直径的增加,微坑对水滴的粘附力呈线性增大趋势,可通过选择不同的铣刀直径在金属基超疏水表面加工出各种尺寸的微坑结构,进而定域控制超疏水表面的粘附性能。通过调整环境温度控制硬脂酸修饰的铝基超疏水表面的润湿性,分析了这种温度驱动下润湿性的控制机理,并讨论了温度驱动下铝基超疏水润湿性调控的可逆性。结果表明：随着温度的升高,样品表面的接触角减小、滚动角增大；接触角的变化在升温与降温交变过程中具有可逆性,而滚动角随着温度交变次数的增加逐渐增大,表明温度变化会导致铝基低粘附超疏水表面逐渐向高粘附超疏水表面转变。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4

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本文编号：1151107