金屬基體上低表面能表面的制備研究.pdf

1、由于低表面能表面具有自清潔、減阻減摩、抗玷污、抑制表面腐蝕和氧化等特性，因此它在自清潔材料、減阻材料以及生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。 通常制備低表面能表面可以從兩個方面著手：一方面用低表面能的物質(zhì)修飾粗糙的表面；另一方面改變具有疏水性質(zhì)的光滑表面的粗糙度。目前，根據(jù)已有的方法，人們已經(jīng)成功地制備了人工低表面能表面，但這些方法大多需要特殊的加工設(shè)備或復(fù)雜的工藝過程。 本文在分析低表面能表面制備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)

2、上，針對目前低表面能表面制備過程中存在的加工設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜、制備條件苛刻等因素而導(dǎo)致該技術(shù)無法大規(guī)模推廣應(yīng)用的問題，從理論分析和實驗研究兩方面著手，探索了一種新的低表面能表面制備方法，從而實現(xiàn)制備成本的降低和制備工藝的優(yōu)化。本文主要工作如下： (1)通過固體表面能的計算方法.接觸角法，推導(dǎo)出了固體表面能與接觸角之間的關(guān)系曲線，從曲線的變化規(guī)律可知，固體的表面能總是隨著接觸角的增大而減小。分析了柱狀表面和雙重柱狀表面對接觸角的

3、影響規(guī)律，結(jié)果表明：采用雙重微觀結(jié)構(gòu)的途徑來制備低表面能表面不僅有利于提高表面的接觸角，而且能使制備工藝簡化，提高表面的機(jī)械穩(wěn)定性。 (2)采用化學(xué)刻蝕和氟化處理的方法在金屬鋁和碳素鋼基體上制備出低表面能表面，獲得的表面具有超疏水的性質(zhì)，水滴在表面上的接觸角分別達(dá)到165.1°和159.3°。實驗研究了鹽酸濃度、化學(xué)刻蝕時間、烘烤溫度以及氟硅烷醇溶液浸泡時間等工藝參數(shù)對低表面能表面疏水效果的影響規(guī)律；分析了金屬表面微觀結(jié)構(gòu)的形成