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题目:铝合金表面原位自组装超疏水膜层的制备及性能研究

关键词:超疏水;原位制备;电化学;耐蚀性;失效机理

  摘要

模仿“荷叶效应”制备的人工超疏水表面在工业,农业,日常生活和军事等领域有广泛的应用前景,因此,对超疏水表面的基础科学研究和应用技术研究具有极其重要的理论和实际意义。本论文采用原位自组装技术在铝合金表面成功制备了超疏水膜层,并主要对膜层的耐蚀性能进行了研究。主要内容包括:本论文首先研究了超疏水膜层的制备工艺,并确定了原位自组装方法的工艺步骤,即通过自组装技术对阳极氧化构造的粗糙表面进行疏水处理,原位获得超疏水性能。经工艺参数的优化后,原位自组装超疏水表面与水滴的接触角最大可达157.5°±2.0°,接触角滞后小于3°。通过红外光谱分析仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试对超疏水膜层的表面形貌和组成进行了表征,并对原位自组装超疏水膜层的疏水机理进行了研究。疏水机理研究表明,由自组装硅氧烷膜层的无序性形成的纳米结构和阳极氧化构造的微米级粗糙结构,与硅氧烷膜层的低表面能的协同作用构成了稳定的超疏水表面。其次,本论文采用交流阻抗谱和动电位极化方法对原位自组装超疏水膜层的耐电化学腐蚀性能进行了研究。结果表明,超疏水膜层极大地提高了铝合金的耐电化学腐蚀性能。对超疏水膜层腐蚀机理的研究表明,超疏水表面能够有效地阻挡腐蚀介质的渗透,另外,铝合金表面原位生长的阳极氧化膜不仅为获得超疏水性能提供了合适的粗糙结构,而且提高了基体的耐蚀性能。另外,本论文采用浸泡方法对超疏水膜层的失效机理进行了探讨,并对膜层耐盐雾腐蚀性能进行了对比研究。