鋁基超疏水表面的制備及性能研究.pdf

1、鋁是自然界中分布最廣泛的金屬元素，其有比強(qiáng)度高、比重小等優(yōu)點(diǎn)，使得鋁及鋁合金在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。鋁雖然在空氣中有很好的耐蝕性，但是鋁的化學(xué)活潑性使得它在濕度較大的環(huán)境下或海水中的耐蝕性不是很好，這限制了鋁及鋁合金在工業(yè)上的應(yīng)用。而超疏水的表面具有自清潔、抑制表面腐蝕等特性，因此在鋁及鋁合金表面制備超疏水涂層具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本研究通過在鋁基表面構(gòu)造微納米階層結(jié)構(gòu)，再用硬脂酸修飾后得到了超疏水表面，并對(duì)超疏水表面的耐蝕性進(jìn)

2、行了測試分析。本文主要工作的內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　首先，用溶膠-凝膠法制備得到了氧化鋁粉末以及氧化鋁溶膠，用浸漬提拉法在玻璃片基底上涂覆一層氧化鋁溶膠，通過熱處理后得到氧化鋁凝膠薄膜，再進(jìn)行沸水粗糙處理以及聚乙烯亞胺和硬脂酸的表面修飾，得到了超疏水的氧化鋁薄膜。通過接觸角測量、掃描電鏡和紅外分析等對(duì)氧化鋁薄膜的潤濕性能、表面微觀結(jié)構(gòu)和鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，得到氧化鋁薄膜的接觸角為154.2°，其表面具有花瓣?duì)畹碾A層結(jié)構(gòu)和疏水的長碳鏈分

3、子層組成，這使得氧化鋁表面具有超疏水性。將超疏水薄膜在空氣中室溫放置一年后，其表面仍然具有超疏水特性，另外，用不同酸堿性的水進(jìn)行接觸角測量，水的pH值在1-11范圍內(nèi)時(shí)，該超疏水薄膜的接觸角均在146°以上，這表明該薄膜的疏水特性比較穩(wěn)定，有一定的耐蝕性。
　　其次，用沸水粗糙處理法在金屬鋁及鋁合金表面構(gòu)造微納米粗糙結(jié)構(gòu)，然后用聚乙烯亞胺和硬脂酸對(duì)其表面進(jìn)行修飾，得到了超疏水純鋁和鋁合金表面的接觸角分別為155.6°和153.4°

4、。通過掃描電鏡得出超疏水鋁及鋁合金表面具有很好的微納米雙重粗糙結(jié)構(gòu)。用極化曲線測試超疏水鋁合金表面的耐蝕性能，得到接觸角越大，耐蝕性能越好，且超疏水鋁合金在3.5％NaCl溶液中腐蝕電位比未經(jīng)任何處理的鋁合金升高0.21V，電流密度下降3.67×10-5A·cm-2，很好的抑制了鋁合金的腐蝕。
　　最后，同樣用沸水粗糙處理法在金屬鋁及鋁合金表面構(gòu)造微納米粗糙結(jié)構(gòu)，然后用硬脂酸直接對(duì)其進(jìn)行修飾，制備得到的超疏水鋁合金和純鋁表面的接觸