不锈钢基特殊润湿性材料的制备及其性能研究

发布时间：2021-11-10 00:41

　　润湿性是固体表面的重要性质之一,主要由固体表面的微观几何结构和化学组成共同决定。不锈钢是一种常见的金属材料,在日常生活和工业应用中使用非常广泛。本学位论文以不锈钢为基底,致力于发展工艺简单、成本低廉、性能优越的不锈钢基特殊润湿性材料的制备方法,并深入研究了其相关性能,为新型不锈钢基特殊润湿性材料的制备及应用提供了创新思路和实验指导。主要的研究内容如下:（1）采用简单的循环刻蚀法在304不锈钢表面构造出了微/纳复合结构。考察了不同循环刻蚀次数对样品形貌和粗糙度的影响,经全氟癸基三乙氧基硅烷（1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltriethoxysilane,PDES）改性后,对样品的润湿性进行表征,发现第三次循环刻蚀得到的不锈钢表面能够超疏水/油。因为SS-E₃-M表面没有经过最后一步的超声清洗来除去表面上不稳定的纳米花,所以我们选择SS-E₃-C-M表面作为我们的目标样品。动电位极化曲线和电化学阻抗图谱都显示出超双疏SS-E₃-C-M表面具有优异的抗腐蚀性能。（2）采用一步化学刻蚀法,通过改变刻蚀时间,在... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）具有超疏水性的荷叶上表面的宏观图像；（b）荷叶上表面形貌的低倍扫描电镜图像；（c）荷叶上表面形貌的高倍扫描电镜图像

第一章 绪论独特的多尺度结构使得复眼具有优异的超疏水性。当将一只蚊子放在潮湿的环境中时，可以观察到微小的雾滴不能停留在蚊子复眼的表面。同时，蚊子周围的毛发容易在大量的雾滴上成核。因此，这种特殊的超疏水性可以防止雾滴凝结在眼睛表面，并且蚊子也可以通过干燥和清洁眼睛在潮湿的环境中保持清晰的视力。这一发现将为干式防雾光学器件的设计和开发提供新的思路。

正是因为荷叶具有两种超浸润特性才使得荷叶保持纯净，并且稳定漂浮在水面（图1-3a）。2011 年 Jiang 等[19]对荷叶下表面的水下超疏油性能进行了研究，环境扫描电镜图像显示荷叶下表面是由无数扁平的、略微凸起的乳突构成的，长约 30–50 μm，宽约 10–30 μm（图 1-3c）；原子力显微镜用来进一步研究单个的乳突结构，每一个乳突表面覆盖有尺寸约为 200–500 nm 的纳米凹槽，每个乳突约 4 μm 高（图 1-3d）。此外，其下侧的表皮腺可能分泌一些亲水性化合物。这种微/纳结构结合表面分泌的亲水性化合物使得荷叶下表面在空气中呈超亲水性。当荷叶下表面在水中时，水会代替微/纳结构中的空气，极大的降低油滴和固体表面的接触面积，从而导致高的油接触角和低的油滚动角。


本文编号：3486227