耐磨—防腐超疏水表面電沉積制備及性能研究.pdf

1、大多超疏水表面的微納米結構存在一個嚴重的缺陷，那就是表面的機械性能很弱。由于其表面結構的脆弱，常常會因為外力的沖擊或外界的摩擦等機械作用而受到破壞，致使失去超疏水性。目前亟待解決的就是制備出機械性能高的微納米雙層結構，使其硬度大，韌性高，附著性好，以提高表面的耐磨性能。本文利用電沉積鍍層的高硬度、高韌性、強附著力等特點來解決超疏水表面的機械性能弱的問題。
　　本文采用硫酸銅鍍銅的方法，先找到在銅基上制備微納米粗糙結構銅鍍層的方法，

2、然后再應用于鋁和鎳鉻不銹鋼基體上。首先，在銅基上調節(jié)電沉積條件找到了制備微米級銅結晶顆粒鍍層的鍍液配方和工藝條件為:電沉積溶液中CuSO4含量為0.5mol/L，Cl-離子濃度為0，陰極電流密度0.06A/cm2，電沉積溶液溫度80℃，鍍液pH2.00，電沉積工作時間60 min。電沉積得到的鍍層表面上銅結晶集結成離散的微小球狀顆粒，直徑約為10μm，并且顆粒之間存在微小的溝壑和小孔，微孔最大的直徑約為10μm，微球和微孔進而構成微米級

3、的粗糙表面。該方法對環(huán)境友好，無需任何添加劑，不會產生銅離子絡合物而污染環(huán)境，操作方法簡單。其次，在室溫下分別用三種不同方法對鍍層進行后處理，然后用氟硅烷修飾均得到了超疏水表面。①經過酸化后處理，在鍍層表面上得到了納米級鱗片狀結構，再經過氟硅烷修飾后，水滴在其表面的接觸角高達158.1°，由于酸化后處理在鍍層表面引入了大量的氯離子，從而加快了表面的腐蝕;②將鍍層浸入過硫酸鉀和氫氧化鈉溶液氧化20min，鍍層表面就構建了Cu(OH)2納米

4、條/CuO微球的微納米雙層結構，經氟硅烷修飾后表面接觸角為158.3°，此表面有很好的耐蝕性能，緩蝕效率高達98.1％。但由于表面上的Cu(OH)2納米條/CuO微球的機械性能很弱，使表面很容易留下指紋印記。③將鍍層浸入銅氨溶液氧化15min后，在鍍層微球上出現(xiàn)納米級的凹坑，經氟硅烷修飾后表面接觸角達到156.6°。經測試該超疏水表面有很好的耐腐蝕和耐磨性能，緩蝕效率達到87.3％，表面硬度為4H。最后，對鋁基和不銹鋼進行相應的鍍前預處