基于扩散连接的超疏水表面制备及应用研究

发布时间：2024-03-14 02:59

　　超疏水表面在自然界中广泛存在,水滴在其上的不润湿特性使表面具备了一些特殊功能,如防腐蚀、自清洁、防雾、抗结冰等,因此,在工程领域有着良好的应用前景。超疏水表面制备的关键是表面微纳米结构的构造。现有的制备方法受制于成本、精确度等问题,限制了超疏水表面在金属材料方面的应用。本课题采用扩散连接的方法,利用其可以精确调控微米尺度的特性,通过化学腐蚀、纳米结构制备和修饰剂修饰,成功地制备了具有功能性的超疏水表面。采用铜箔和钛箔间隔堆叠,在连接温度为800℃,保温时间为5min的条件下进行扩散连接,采用浓度为3.76mol/L的FeCl₃溶液在50℃条件下进行腐蚀,腐蚀后试件的沟槽底部平整,沟槽深度可控。通过控制不同的腐蚀时间来构造出具有不同沟槽间距和深宽比的粗糙表面。对于腐蚀后的试样,使用0.01mol/L的正十二硫醇乙醇溶液修饰24h后,接触角的测量结果表明,使用60μm铜箔和10μm钛箔扩散连接、经腐蚀后所得深宽比为1的试样表面疏水性能最佳;使用1mol/L的NaOH溶液作为电解液,试件置于阳极,Pt作为阴极,在电流参数为3.54A/cm²,氧化时...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1荷叶表面微观结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文自然界中的超疏水表面荷叶是最早被观察的超疏水表面，荷叶的详细扫描电子显微镜（SE1-1）表明它们的表面由微米级和纳米级分层结构组成，即在上面的米结构（约120nm）微孔。这些特殊的双尺度表面结构和疏水性表皮被认为是超疏水性的原因，即高水静态接触角....

图1-2水蝇图片及脚部微观SEM图

叶片表面上也观察到类似的超疏水性质。图1-1荷叶表面微观结构图[2]物的叶子，许多昆虫[1]，如水蝇，蝴蝶和蝉，也表现出超）的显著之处在于它们的腿与水不润湿，这使它们能够毫。单腿的最大支撑力为152dyn（1dyn=1×10-5N），约为描电子显微镜成像显示，腿部由许多针....

图1-3蝉及蝉翼表面微观形貌SEM图

图1-3蝉及蝉翼表面微观形貌SEM图[22]疏水理论着物理化学的发展，对于超疏水现象，科学家的研究提出了很多解释，这大大推动了仿生超疏水研究的发展。主要的超疏水理论Wenzel理论，Cassie-Baxter理论和接触线理论。杨氏方程一滴水停留在表面上时，在液滴边缘处....

图1-4杨氏方程示意图

图1-3蝉及蝉翼表面微观形貌SEM图[22]水理论理化学的发展，对于超疏水现象，科学家的研究提出了，这大大推动了仿生超疏水研究的发展。主要的超疏水zel理论，Cassie-Baxter理论和接触线理论。方程水停留在表面上时，在液滴边缘处测量接触角。它可以气界面的切线角....

本文编号：3927958