鋁基超疏水表面的制備及其耐海水腐蝕性能的研究.pdf

1、近年來，受到仿生學的啟發(fā)，超疏水表面逐漸走入人們的視野，基于其優(yōu)異的耐污濁、自清潔、防冰凝、防腐蝕性能，在建筑業(yè)、工業(yè)、農業(yè)等各個領域得到了廣泛的應用。隨著我國海洋工業(yè)的迅速發(fā)展，開發(fā)海洋，利用海洋，緩解資源環(huán)境壓力，成為亟待解決的問題。其中海水腐蝕是阻礙海洋工業(yè)發(fā)展的主要因素之一，本文中將超疏水表面與防海水腐蝕相結合，通過在材料表面制備超疏水涂層來達到緩蝕效果。超疏水表面微納相結合的粗糙結構易被破壞進而導致了其疏水性能的降低，因此制備

2、具有良好的機械疏水耐久度的基底來提高材料表面的使用壽命是超疏水廣泛應用的關鍵因素。
　　由于鋁在海洋中廣泛的應用，本文利用商業(yè)鋁片作為基底，通過陽極氧化法以及刻蝕法制備得到微納相結合的粗糙結構，改性之后使表面具備超疏水性。通過CHI660E電化學工作站對制備的基底研究其耐腐蝕性能測試，利用UMT摩擦磨損實驗機研究超疏水基底的摩擦性能以及機械疏水耐久度。研究發(fā)現:
　　(1)通過陽極氧化法對金屬鋁基底制備氧化鋁，然后再經過20

3、g/L的鉻酸溶液刻蝕和熔融十四酸進行表面改性，得到了對水靜態(tài)接觸角達150°以上、滾動角為1°的超疏水表面。這種超疏水基底的抗海水腐蝕性能顯著提高，緩蝕率可達99.99％，極大地減緩了基底在海水中的腐蝕速率。通過UMT摩擦磨損實驗機利用鋼球在0.5N負載下摩擦表面研究其摩擦性能，發(fā)現薄膜對基底起到了良好的保護作用，壽命超過1800s;利用金相拋光布在0.1N負載下摩擦表面研究機械疏水耐久度，2400周期后表面仍能保持一定的疏水性能。

4、r>　　(2)通過CuCl2溶液對鋁基底進行刻蝕，后通過在恒溫干燥箱中加熱20h、熔融十四酸改性、加熱20h后熔融十四酸改性三種方法制備得到超疏水表面，對水的靜態(tài)接觸角分別為146°、152°、154°，滾動角分別為8°、7°、4°。這些疏水表面在海水環(huán)境下都具有一定的緩蝕效果，緩蝕率分別為26.88％、98.06％、99.00％。且不同改性方法制備得到的基底具有不同的摩擦性能與不同的機械疏水耐久度，其中熔融十四酸改性基底耐磨性能最好，