盐酸刻蚀制备铝合金超疏水表面的工艺及自清洁性研究

采用盐酸刻蚀法制备超疏水铝合金表面。用接触角仪、粗糙度仪和扫描电镜对疏水性、表面粗糙度(Ra)和微观形貌进行分析。研究了盐酸浓度、刻蚀时间、刻蚀温度以及长链烷烃酸对疏水性能的影响。结果表明,随着盐酸浓度、刻蚀时间、刻蚀温度的增加,铝合金表面粗糙度增加,而接触角先增大后减小。当刻蚀酸浓度为3 mol/L,刻蚀时间为20 min,刻蚀温度为25℃时,效果最佳,经过0.01 mol/L硬脂酸溶液改性后,接触角高达156°。采用长链烷烃酸对表面进行改性,随着烷烃酸碳链的增加,接触角略有增加。超疏水铝合金表面具有较好的自清洁性能。     

超疏水铁表面的制备及其自清洁性能研究

采用氯化铜刻蚀的方法在铁片表面构造出具有微-纳米尺度的粗糙结构,并用硬脂酸作为低表面能物质进行疏水化改性,制备了具有超疏水特性的铁表面。对影响超疏水铁片表面粗糙结构和润湿性能的各种因素进行了讨论。采用接触角测量仪、扫描电镜、原子力显微镜等对材料的表面进行表征,同时探讨了其在自清洁中的应用,并用Cassie理论对表面的润湿性进行分析。结果表明,当CuCl_2浓度为0.005 mol/L、刻蚀时间为15 min、硬脂酸质量分数为0.5%、修饰时间为10 min时,表面具有超疏水性,其水接触角达153.6°。该表面在温度0~100℃、pH11范围内能保持超疏水性,有良好的稳定性,并且对水滴的粘附力极低,且具有良好的自清洁性能。     

铝合金基体上超疏水表面的制备

采用简单化学刻蚀的方法制备出多晶铝合金基体上的超疏水表面.刻蚀后的铝合金表面经过氟化处理后具有了超疏水的性质,水滴与表面的接触角达到156°,接触角滞后为5°.通过对表面进行扫描电镜分析可知,超疏水铝合金表面上具有了由长方体状的凸台和凹坑构成的深浅相间的微纳米结构,这些微纳米结构相互连通形成凹凸不平的“迷宫”结构,这种结构经氟化修饰后,可捕获空气,形成水与基底之间的气垫,对表面超疏水性的产生起到了关键的作用.文中对铝合金基体上的超疏水现象以Cassie 理论进行了分析,结果表明,水与表面形成了非均匀接触,约12%的面积是水滴和基体接触,而有约88%的面积是水滴和空气接触.研究中考查了不同刻蚀时间以及不同刻蚀液浓度对表面疏水效果的影响.最佳制备条件为:盐酸溶液浓度为4.0 molL1,刻蚀时间为12 min.     

化学刻蚀法制备黄铜基超疏水表面

采用含有三氯化铁和盐酸的水溶液刻蚀金属黄铜表面，在黄铜表面上得到了一层由不规则块状结构和更细小的乳突状结构相结合的具有双重粗糙度的阶层结构。该表面经氟化处理后表现出超疏水性，水在该表面上的接触角达到了157°，接触角滞后为5°。考察了不同刻蚀时间对表面疏水性的影响，结果表明，刻蚀时间对表面上这种阶层结构的形成和水滴在表面上的接触角数据都有十分重要的影响。随着刻蚀时间的增加，表面上逐渐开始形成粗糙结构，接触角数据也不断增加，增加到一定数值后，接触角变化开始不明显。接触角滞后随着接触角的增加而减小。初步分析了这种阶层结构的形成机制，并用Cassie理论对表面的润湿性进行了分析。     

模板法HDPE/SBS/WGRT热塑性弹性体超疏水表面的结构及性能

以刻蚀铝箔为模板,采用高密度聚乙烯(HDPE)/线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/废旧轮胎胶粉(WGRT)共混型热塑性弹性体(TPE)为基体,通过模压法构建超疏水表面。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察表明,采用盐酸刻蚀后的铝箔表面粗糙度随着刻蚀时间的增加而增大,模压后TPE表面由于树脂的基体塑性变形而形成撕裂带;润湿性测试结果表明,刻蚀时间大于12min的铝箔模压的TPE表面表现出显著的超疏水性能,接触角均大于150°,且滚动角小于10°。     

膜蒸馏用PVDF抗复合污染膜的制备与测试

为提高膜的抗污染能力,对聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜进行表面涂覆改性,得到超疏水PVDF平板膜,再将超疏水PVDF平板膜进行表面亲水化改性,制备出超疏水/亲水复合PVDF膜。当PVDF的质量浓度为2%、聚乙二醇（PG）的质量浓度为39%、涂敷液温度为50℃、蒸发时间为10 s、凝固浴温度为60℃时,超疏水PVDF平板膜接触角达到154.8°。表面亲水改性制得的PVDF超疏水/亲水复合膜的接触角为41°。然后研究了超疏水PVDF平板膜和PVDF超疏水/亲水复合膜的抗膜污染性能。结果显示,超疏水PVDF平板膜具有优良的抗无机污染性能和一定的抗有机污染性能;PVDF超疏水/亲水复合膜不仅具有优良的抗无机污染性能,而且其抗复合污染性能尤其是抗有机污染性能得到明显提升,为进一步构建高性能膜蒸馏抗污染膜提出了一个可行的技术方向。     

表面状态与时效对铝表面润湿性的影响

先用2 mol/L盐酸溶液对高纯铝表面进行化学刻蚀,再依次在200、300和400°C下各时效1 h。研究了刻蚀时间和时效处理对试样表面微观组织、成分和水接触角的影响。对比了在不同温度下时效处理后刻蚀试样中部及边界表面形貌和水接触角的差别。结果表明:随刻蚀时间延长,高纯铝表面逐渐产生微米级台阶状结构,当刻蚀时间≥8 min后,高纯铝的表面水接触角由初始的40°降至10°以下,即转变为超亲水状态。当蚀刻试样在200°C下时效处理1 h后,表面由超亲水转变为亲水,继续在300°C和400°C下各时效1 h后,试样表面恢复超亲水性状态。     

HF刻蚀工艺对AZ91D镁合金疏水膜性能的影响

为了改善AZ91D镁合金表面疏水膜的疏水性,对以HF和N^MoOq为主要成分的刻蚀液进行了研究。通过改变刻蚀温度、刻蚀时间、HF的浓度及Na2MoO4的质量浓度,确定了最佳的刻蚀工艺条件为:HF 0.10 mol/L,Na2MoO41.00 g/L,1525°C,90 so实验结果表明:使用HF刻蚀液可以在镁合金表面形成理想的微纳结构。通过刻蚀构建的微纳结构可以明显提高疏水膜的疏水性。     

镀铜优化对AZ91D镁合金疏水膜性能的影响

使用HF在AZ91D镁合金表面刻蚀微纳结构,并采用镀铜方法加以优化,然后以硬脂酸为主要成分在表面构成疏水膜,提高镁合金的耐蚀性能。从沉积温度、时间和电流密度等因素优化电镀铜工艺,使用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和水接触角测量仪研究镁合金的表面形貌、粗糙度和疏水性能。结果表明,电镀铜可优化镁合金表面的微纳结构,最佳的镀铜工艺为温度10℃、时间15 min、电流密度为0.25 A/dm~2。镁合金进行疏水化处理后,接触角最大可达142.3°。     

化学刻蚀对玻璃表面的微结构和光学性能的影响

为了改善普通玻璃的透过率,采用化学刻蚀法,在不同的温度和时间条件下,用不同浓度的Na OH溶液对普通玻璃进行刻蚀,得到了具有减反增透的疏松表面。通过扫描电子显微镜(SEM)观察玻璃刻蚀前后的形貌变化,使用原子力显微镜(AFM)测试了玻璃刻蚀前后的三维形貌和粗糙度,通过紫外可见近红外分光光度计和接触角测试仪,测试了刻蚀后玻璃的光学性质和润湿性。结果表明,当Na OH溶液的浓度为0.04mol·L^-1、刻蚀温度为30℃、刻蚀时间为50min时,刻蚀后的玻璃表面出现了一层疏松的膜层,粗糙度增大,透过率提高到92.23%,玻璃的光学性能得到了提高。