喷射电沉积制备超疏水复合涂层及其耐腐蚀性能研究

采用两步法实现金属铜表面的超疏水化,首先采用喷射电沉积法在金属铜表面获得微纳米复合粗糙结构,然后利用0.03 mol/L的肉豆蔻酸-乙醇溶液疏水化改性得到超疏水复合涂层。利用接触角测量仪、SEM、XRD和FT-IR(傅里叶变换红外光谱仪)表征超疏水层的润湿性、微观形貌和化学成分。测试极化曲线,分析试样的耐腐蚀性。结果表明:当电流密度400 A/dm2、扫描速度14 mm/min和电解液流量1.6 L/min时可在预沉积层上制备得到具有微纳粗糙结构的镀层。经改性后获得超疏水表面,接触角达到154.7°。超疏水表面具有耐腐蚀性能,可为基体提供防护作用。     

扫描喷射电沉积纳米晶铜的试验研究

对扫描喷射电沉积纳米晶铜的工艺特点和沉积层微观结构进行了研究。结果表明，扫描喷射电沉积的电流密度和沉积速度随电压的增大呈线性增大，可用电流密度和沉积速度远高于传统电沉积。电流密度、喷射流量和扫描速度都对沉积层的表面生长形态有较大的影响，使用低电流密度、高喷射流量和快扫描速度有利于获得平整、致密的沉积层，在较大的电流密度范围内可获得晶粒尺寸小于40nm的铜沉积层。电流密度由100A／dm^2增至300A／dm^2时，择优取向晶面由(220)晶面逐渐转变为(111)晶面。     

电沉积工艺参数对泡沫镍成形速度的影响

介绍了电解液喷射沉积制备泡沫镍的原理,讨论了相关电沉积参数对电沉积速度的影响,并且对影响因素进行了基础研究.结果表明,电流密度及电解液喷射速度与沉积速度呈线性关系,电流密度越大,成形速度越快;喷射速度越高,成形速度也越快;喷嘴口径大时,相应增大了电铸面积,提高了电铸的速度;电铸速度随喷嘴扫描速度的提高,略有下降.     

超疏水Co-MoS2复合镀层的制备及其性能

采用一步电沉积法制备了具有优异耐磨耐蚀的超疏水Co-MoS₂复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、接触角测试仪及电化学工作站等系统研究了电流密度和电沉积时间对复合镀层的微观形貌结构、润湿性、自清洁效果、耐磨和耐蚀性能的影响规律及机理。结果表明,当电流密度为20 A/dm²,电沉积时间为30 min时,Co-MoS₂复合镀层实现超疏水效果,接触角达到最大值约151.4°,具有良好的自清洁防污性能。在2.5 kPa压力下与800 目砂纸摩擦1200 mm后,镀层表面仍具有高于146°接触角的良好疏水性,表现出优异的耐磨性能。该超疏水复合镀层还具有较好的耐腐蚀性能。一步电沉积法简单、经济高效且环保制备了高性能超疏水复合镀层,可望实现超疏水材料的实际应用。     

钢铁表面超疏水复合涂层的制备及其耐蚀性能研究

目的 在钢铁表面制备超疏水复合涂层,提高其耐蚀性能。方法 利用两步法,将45#钢片放在简单的镀锌溶液中（40 g/L ZnCl2,200 g/L KCl,20 g/L HBO3）进行直流电沉积,调节电沉积时间和电流密度,在钢片表面获得具有一定结构差异的镀锌层,然后使用0.05 mol/L的硬脂酸改性得到复合涂层。测试该涂层与水的接触角,使用SEM、XRD和FT-IR等技术对它们的形貌和化学组成进行表征和分析,通过测试极化曲线评价涂层的耐蚀性能。结果 随电沉积时间的延长和电流密度的增大,45#钢表面水的接触角先升高后降低。当电流密度为6 A/dm2,电沉积时间为20 min时,在钢片表面成功获得团簇颗粒状的微纳结构镀锌层,平均颗粒大小<20 μm,镀层厚度为40~50 μm。改性之后得到具有超疏水性能的复合涂层,水的接触角达155.4?,复合涂层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级。结论 通过调节电沉积时间和电流密度可以在简单的镀锌溶液中制备得到具有微纳粗糙结构的锌镀层,经改性后获得具有超疏水性能的复合涂层。该复合涂层兼具牺牲阳极和超疏水性能,耐蚀性得到有效提高,可保护钢铁基体。     

316L不锈钢表面超疏水微纳镍镀层定向电沉积工艺优化研究

利用定向电沉积技术在316L不锈钢表面设计制备了一种超疏水微纳镍镀层,通过对电沉积参数的优化,获得最佳电沉积工艺参数:初次电沉积电流密度5 A·dm~(-2),电沉积时间为480 s,结晶调节剂浓度为1.5 mol/L;二次电沉积条件为10 A·dm~(-2),60s。借助SEM、XRD、电化学测试技术、接触角测试对涂层进行表征,结果表明制备的316L不锈钢表面镍镀层阵列微纳结构具有典型的花瓣状分级结构和较好的超疏水性能,镍镀层阵列微纳结构由具有(110)择优取向晶面的针锥阵列结构组成,随着二次电沉积电流密度的增大,镍镀层阵列微纳结构的生长经历从针锥向花瓣结构转变。     

电沉积法制备Co–LDHM超疏水膜及性能研究

目的 采用电沉积法在不锈钢网上构筑稳定的钴层状双氢氧化物微球(Co–LDHM)超疏水薄膜。方法 首先,通过第1次电沉积在不锈钢网上制备出ZIFs纳米片阵列结构(ZIF–NFA),并以此为牺牲模板,然后在第2次电沉积作用下制备出微纳米尺寸的Co–LDHM,最后通过浸泡硅烷降低其表面能。通过溅射试验、耐磨性实验、油水分离实验及电化学试验,分别评价经超疏水改性后不锈钢网的抗污、耐摩擦、油水分离及耐蚀性能,并通过接触角,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对不锈钢网表面的疏水程度及膜表面的形貌与结构进行分析。结果 经两步电沉积处理后的不锈钢网表面类似浴球状,具有微米/纳米多级表面形貌结构;接触角测试表明,所制备的薄膜呈现出良好的超疏水性能,静态接触角达到159.4°±2°;经过30个耐摩擦实验周期,其表面接触角为141.3°±2°,仍具有较高的疏水性;油水分离效率均大于97%,重复20次以上分离效率仍保持在96%,且具有一定耐蚀性能和良好的抗污性。结论 通过两步电沉积法构筑的Co-LDHM超疏水不锈钢网具有优异的超疏水性能,为MOFs在制备超疏水材料方面的应用提供了一个新的思路。     

电沉积法制备316L不锈钢表面微纳结构超疏水涂层及其耐海水腐蚀性能

采用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了微纳结构的超疏水涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和表面接触角测量仪研究表面结构与亲水性之间的关系,利用电化学阻抗谱和动电位极化曲线研究超疏水涂层在模拟海水中的耐蚀性。结果表明:第一次电沉积后316L不锈钢表面呈金字塔结构的尖锥体形貌,第二次电沉积后转变成花瓣状微纳结构;二次电沉积制备的涂层与水的静态接触角达153. 74°,表现出超疏水性能,耐海水腐蚀性能与316L不锈钢的相当,但其微纳结构降低了发生点蚀的风险。     

飞秒激光与电沉积复合工艺制备不锈钢超疏水表面及减阻性能EI北大核心CSCD

在远程管道运输过程中,固液间摩擦阻力是一个不容忽视的问题,类鲨鱼结构减阻效率低且制备困难。基于荷叶表面仿生思想,构筑微结构制备超疏水表面,减小摩擦阻力。采用飞秒激光刻蚀与电沉积复合工艺,在不锈钢表面构筑框-锥多级结构,经自组装氟硅烷制备超疏水表面,讨论复合工艺参数对微结构形貌及润湿性能的影响,探究框-锥多级结构超疏水表面减阻。结果表明,利用飞秒激光可获得周期性分布的框结构,随着激光功率的增加,微米框结构内部形成不规则沟壑金属堆积物,且关光延时的增长会产生单侧分布微孔结构,损伤基体整体强度;通过电沉积工艺制备亚微米尖锥结构镍镀层,随着电流密度的增加,镀层微结构形态发生变化,形成亚微米尖锥石结构,表面由疏水转变为超疏水。与激光刻蚀10次自组装氟硅烷涂层试样相比,激光刻蚀与电沉积复合工艺自组装氟硅烷涂层的试样表面接触角由138.6°提高到156.7°,对水和30wt.%甘油的减阻率分别由8.17%、14.38%提高到27.74%、23.69%。将激光刻蚀与电沉积相结合,构筑微纳结构经自组装制备超疏水表面,可为降低管道输运中固液间摩擦阻力提供新的技术途径。     

曲面金属表面粒子掩膜电沉积微坑阵列研究

目的在曲面金属表面制作微结构阵列。方法提出一种采用界面转移法在曲面金属零件表面制作胶体粒子掩膜,并在胶体粒子间隙中电沉积金属制作微坑阵列的工艺。采用扫描电子显微镜和接触角测量仪,对沉积层的表面形貌和润湿性能进行检测。结果采用界面转移法可以在金属零件表面形成均匀排列的单层胶体粒子掩膜,在0.3 A/dm~2的电流密度下电沉积20 min去除粒子掩膜后,在曲面金属零件表面得到均匀排列的微坑阵列,单个微坑尺寸约为3.4μm。在0.3 A/dm~2的电流密度下电沉积10～50 min,微坑的尺寸随电沉积时间的增大而增大,疏水性随微坑尺寸的增大而先增大后减小,微坑尺寸为5μm左右时,沉积层的疏水性最好,其圆柱面接触角约为120°。结论采用界面转移方法制作胶体粒子掩膜并结合电沉积工艺,可以在曲面金属表面制作均匀的微坑阵列。带有微坑阵列的沉积层为疏水表面,通过调节电沉积电流密度和沉积时间可获得疏水性最好的微坑结构阵列。     

电泳-电沉积法制备超疏水Ni-PTFE复合镀层

通过电泳-电沉积法制备具有超疏水特性的金属基镍(Ni)-聚四氟乙烯(PTFE)复合镀层。在改善搅拌方式和优选表面活性剂添加量的基础上,重点分析了电流密度和镀液中PTFE微粒子含量对镀层润湿性的影响。结果表明:在镀液中的PTFE微粒子含量90 g/L、且每克PTFE(平均粒径0.2μm)辅助有65 mg的FC-134表面活性剂的条件下,能制备出具有超疏水与疏油特性的Ni-PTFE复合镀层。     

电化学法制备铜基超疏水结构及其耐蚀性能研究

目的改善铜在海洋环境中的耐腐蚀性能。方法将化学刻蚀与电化学氧化成膜相结合,在金属铜表面制备超疏水结构,采用单因素实验分别考察了硬脂酸浓度、苯并三氮唑浓度、电沉积电压以及电沉积时间对所制备表面结构接触角的影响规律,通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了铜基超疏水结构在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果当硬脂酸浓度为0.02 mol/L,苯并三氮唑质量浓度为40 mg/L,电沉积电压为8 V,腐蚀时间为12 h时,所制备的铜基超疏水膜接触角达到了158°,滚动角为3°。动电位极化测试表明,超疏水表面同时抑制了阳极和阴极反应,经超疏水处理的铜在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度相比未经处理时减小了约2个数量级,缓蚀效率高达99%。电化学阻抗结果表明,电荷转移电阻由1.61 kΩ·cm~2增大至41.3 kΩ·cm~2,铜基超疏水膜具有优异的耐蚀性能。结论通过化学刻蚀与电化学氧化成膜可在铜表面构筑超疏水结构,使其在海洋环境下具有优异的耐蚀性能。     

碳钢表面电镀Ni-TiO2镀层硬脂酸修饰制备超疏水表面

目的 在碳钢基体上制备超疏水表面,提高碳钢的耐海水腐蚀性能。方法 采用恒电流沉积结合硬脂酸修饰的方法,在碳钢表面制备超疏水Ni-TiO2复合镀层。通过扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱分析、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）,对样品的形貌、化学组成及晶型结构进行分析。通过接触角测量仪、自清洁测试,对试样的表面润湿性及自清洁性进行分析。利用电化学工作站测量样品的电化学阻抗谱和极化曲线,从而对样品的耐蚀性进行评价。结果 制备的Ni-TiO2复合镀层呈球形微纳米粗糙结构。经硬脂酸修饰后,接触角高达160.99°,具有良好的超疏水性和自清洁性能。制备的超疏水Ni-TiO2复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度为2.42×10-8 A/cm2,腐蚀速率为2.84×10-4 mm/a,对裸碳钢的缓蚀效率为99.41%,具有优异的腐蚀保护作用。此外,在3.5%NaCl溶液中浸泡60天后,超疏水Ni-TiO2复合镀层的电荷转移电阻Rct变化很小,镀层没有破损,具有长期防腐蚀性能。结论 在碳钢表面通过恒电流电沉积结合硬脂酸修饰制备的超疏水表面,能长期有效地提高碳钢对海水的耐腐蚀性能。     

电沉积法制备238U靶件的研究

为了提高单个靶件的铀装载量,简化制备工艺,将目前广泛用于制备α核素靶的电沉积方法用于铀靶的制备.研究了在水溶液体系中电沉积制备铀靶的方法,以0.15mol/L草酸铵为电沉积液,研究了不锈钢基层处理工艺、电流密度、酸度、温度、镀液中铀离子浓度等对电沉积层质量的影响,确定了电沉积法制备铀靶的工艺参数,运用扫描电子显微镜、X射线能谱和红外光谱对电沉积层的表面形貌、微区成分和结构组成进行分析和表征.控制镀液中UO2(NO2)2的量,调节镀液pH至2～3,电流密度60mA/cm2,通入60℃恒温水,保持(NH1)2C2O4的质量浓度在4～6mg/mL2,即可获得6mg/cm2的电沉积层,分光光度法测其电沉积效率>98%,厚度约6mg/cm2.     

电流密度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层质量的影响

为提高镀层沉积速度和沉积质量,采用新型的柔性摩擦辅助电沉积技术在不同的电流密度下制备了镍镀层。利用SEM、XRD、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段对镍镀层的组织结构和性能进行了表征。结果表明:电流密度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层的质量具有重要影响。在1~13 A/dm2的电流密度范围内,随着电流密度的增大,柔性介质的摩擦整平作用逐渐减弱,镀层的择优取向发生了(111)晶面向(200)晶面的过渡转变;当电流密度达到13 A/dm2时,镍镀层出现了(200)和(220)晶面的双择优取向,但择优取向程度不大;电流密度为10 A/dm2时,柔性摩擦辅助电沉积镍镀层具有最低的拉应力,为150 MPa左右,最小的表面粗糙度为Ra=0.48μm,最小的孔隙率为0.08 cm-2,最高的硬度为385 HV。     

铜基超疏水表面制备方法的研究进展

铜及其合金因具有良好的热物理性能,在海洋工程、能源、航空航天、电子器件等领域有广泛的应用前景。制备铜基超疏水表面能够提高铜及其合金在各领域的应用性能,降低铜基金属的损耗,减少资源浪费。因此,超疏水表面在铜及其合金表面的制备和应用方面成为了研究热点。首先简单介绍了超疏水表面的相关理论,主要包括Young氏方程、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型。其次,基于制备铜基超疏水表面的2个条件(提高材料表面粗糙度以及降低材料表面能),详细综述了铜基超疏水表面制备方法的研究进展,讨论了自组装、刻蚀、电化学沉积、激光复合加工等方法在制备铜基超疏水表面时存在的优势和主要问题,分析了制备方法对铜基超疏水表面应用性能的影响,列举了铜基超疏水表面在自洁、耐腐蚀、油水分离等方面的应用。最后,指出了铜基超疏水表面未来的发展方向,即通过制备具有自修复功能的超疏水表面或通过改变材料表面微纳米结构,提高铜基超疏水表面的耐磨性和稳定性。除此之外,工艺简单、成本低的铜基超疏水表面制备方法仍具有广阔的应用前景。     

复合离子液体中恒电流电沉积制备Ir层研究

对BMIC+BMIBF4复合离子液体中利用恒电流电沉积的方法在Mo基体上制备Ir层进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对Ir层的表面形貌和成分进行了分析。结果表明:在BMIC+BMIBF4+EG复合体系中可以电沉积制备平整致密的单质Ir层且影响因素较多,如温度、电流密度、主盐浓度及沉积时间等,且这些因素可调节的范围比较窄。通过对比各因素间的影响得出,在此复合体系中恒电流电沉积制备Ir层的优化工艺为Ir Cl3浓度50 g/L,电流密度1.0 m A/cm2,沉积温度90℃,沉积时间20 h。     

低共熔溶剂中超疏水结构的一步电沉积制备及性能研究

目的 实现电沉积镀层表面微纳分级结构的简单构筑,赋予其优异的超疏水特性。方法 以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为溶剂,加入一定比例的氯化镍和硬脂酸溶解后得到电解液,通过调节电沉积时间得到一系列不同形貌的硬脂酸镍镀层。利用SEM、FTIR和XPS等表征技术研究了沉积时间对所制备镀层形貌和组成的影响,利用接触角测量仪探究了不同形貌硬脂酸镍的超疏水性和化学稳定性,利用电化学工作站考察了超疏水镀层的耐腐蚀性。结果 在低共熔溶剂中通过一步电沉积法得到不同形貌结构的硬脂酸镍镀层,其表面形貌与沉积时间密切相关。沉积初期呈现纳米片状结构,随着沉积进行,硬脂酸镍纳米片逐渐堆积、交叉,最终形成花状微纳分级结构。得益于其独特的微纳分级结构和自身低表面能特性,花状硬脂酸镍镀层不仅具有优异的超疏水性(θWCA=(157.3±1.9)°,θSA=(3.6±1.1)°)和自清洁特性,还对强酸、强碱以及盐溶液表现出优异的化学稳定性。与纳米片状和零散花状的硬脂酸镍相比,花状微纳分级结构的硬脂酸镍的耐腐蚀性(Jcorr=1.75×10⁻⁶ A/cm²)分别提高了20倍和7倍。结论 以低共熔溶剂为电解液,通过控制沉积时间可实现镀层表面微纳分级结构的调控与构筑,进而获得性能优异的超疏水镀层。     

含疏水性液体微胶囊复合铜镀层的制备与性能研究

采用水相分离法制备了以甲基硅油为囊芯、聚乙烯醇为囊壁的疏水性液体微胶囊,并以其作为电沉积组分,研究渐变电流密度下的复合铜镀层电沉积工艺,对所制备的复合铜镀层表面微观形貌和疏水性进行表征,同时考察镀层在酸性腐蚀环境下对基体的保护效果。结果表明,所制备的含液体微胶囊复合铜镀层较纯铜镀层结晶更加致密;H₂O在其表面的润湿性下降,接触角从90° 增大至131°;复合镀层在1%(质量分数) H₂SO₄溶液中的自腐蚀电流密度较纯铜镀层降低3个数量级,自腐蚀电位由-0.63 V正移至-0.27 V,显示出良好的耐蚀性。     

纳米Ni/聚四氟乙烯复合镀层组织与腐蚀性能的研究

采用高速电喷镀工艺制备纳米Ni/聚四氟乙烯复合镀层,并研究了喷射速度、电流密度、沉积时间等工艺参数对镀层组织形貌的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射环境扫描电子显微镜(FEGE-SEM)、红外光谱等方法研究了纳米聚四氟乙烯在复合镀层中的表征问题;采用恒电位仪研究了不同含量纳米聚四氟乙烯复合镀层的腐蚀电位及阴极极化曲线的变化规律.结果表明,Ni与纳米聚四氟乙烯共沉积可以显著改善镀层的腐蚀性能.