280 简易快速的表面超疏水涂层制备及其性能

目的 低成本简易快速地制备出耐腐蚀超疏水涂层,并研究表面喷砂对超疏水涂层的影响。方法 利用喷砂和抛光这2种表面处理方式和喷涂工艺在5050铝合金板基体表面构建出具有多级结构的超疏水表面。通过润湿性、电化学腐蚀、耐磨性、浸泡耐久性和自清洁测试等试验,分别评价制备样品表面的润湿性、耐海水腐蚀、耐磨性、耐长时间浸泡性能和自清洁性能,并通过扫描电子显微镜和能谱仪对表面形貌和元素成分进行分析。结果 制备的样品表面具有优异的超疏水性能。在30次喷涂次数下,喷砂基底的涂层表面的水滴静态接触角为(153.9±1)°,动态滚动角为(2.99±0.5)°。电化学腐蚀测试结果表明,喷涂氟硅树脂/SiO2涂层可以有效增强铝合金表面的耐腐蚀性能。试验中,样品在25次砂纸摩擦后,抛光基底的涂层表面的接触角为(97±1)°,喷砂基底的涂层表面的接触角为(102.4±1)°。样品在NaCl溶液浸泡10 d后,抛光基底的涂层表面的接触角为(69.4±1)°,喷砂基底的涂层表面的接触角为(113.7±1)°。结论 所制备的喷砂和抛光基体在经过不同次数的喷涂氟硅树脂/SiO2复合涂料后具备超疏水性能,且喷砂基底的涂层表面具有更低的滚动角。涂层修饰的表面在NaCl溶液中的耐腐蚀性能随着喷涂次数的提升而增强。在相同的喷涂条件下,喷砂处理基体能提高超疏水表面的耐腐蚀性、耐磨性和耐久性。     

激光图案化铝合金表面的润湿性和各向异性研究

目的 研究水滴在超亲/超疏水图案化铝合金表面润湿性、滚动阻力各向异性和定向运输特性。方法 采用激光刻蚀和氟硅烷修饰的方法,加工出具有微网格图案的超疏水6061铝合金表面。在超疏水铝合金表面再次激光刻蚀加工出长方形、平行四边形和圆形的超亲水微流体通道。研究了亲水沟槽宽度和深度对超亲/超疏水表面各向异性润湿和各向异性滚动的影响,分析了重力作用下水滴沿微流体通道的运动情况。利用SEM、三维轮廓仪观察铝合金表面形貌。利用接触角测量仪观测水滴与表面的接触角与滚动角大小。利用高速摄像机观察水滴的运动情况。结果 水滴在超亲/超疏水铝合金表面表现出明显的润湿性各向异性和滚动阻力各向异性。10μL水滴在0.1 mm宽度的直线型沟槽上铺展,平行接触角θ_cp仅为93.9°;而垂直于线型沟槽方向,垂直接触角θ_cv却为152.6°。平行滚动角θ_rp为21.5°,而垂直滚动角θ_rv大于90°,水滴无法滚落。基于超亲/超疏水表面滚动阻力各向异性的特性,制备了依靠重力驱动实现微流体定向运输的铝合金表面。结论 亲水沟槽宽度对水滴在超...     

电化学刻蚀法制备铝合金超疏水表面及其润湿性转变

目的通过简易环保的方法在铝合金基体上制备超疏水表面。方法采用电化学刻蚀和空气中保存法在铝合金基体上制备超疏水表面,用扫描电子显微镜、粗糙度测量仪和光学接触角测量仪对所得样品的微观形貌、表面粗糙度和润湿性进行分析。结果水滴在铝合金表面的接触角随着保存时间的增加而增大,电化学刻蚀所得超亲水表面逐渐表现出超疏水特性。12 d后表面趋于稳定,水滴在铝合金表面的接触角和滚动角分别为(152.3±4.5)°和(6.4±2.2)°。随着电化学刻蚀时间的增加,铝合金表面的润湿性减小。热处理可以使超疏水表面转为超亲水表面,在空气中保存后表面又恢复疏水性。结论试验所用中性环保的NaCl溶液作为电解液,极大地降低了试验对人体和环境的危害。并未使用有害的二次化学涂层作为表面能修饰材料,提高了试验的安全性和超疏水表面的稳定性。通过此简单环保的电化学刻蚀和空气中保存的方法成功地在铝合金基体上制备出了超疏水表面,所得表面展现出良好的疏水特性。     

覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性恢复机理研究

目的 针对目前缺乏超疏水表面损伤后的湿润性恢复机理,揭示覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性的恢复机理,以期为制备自恢复超疏水表面提供理论依据。方法 将荷叶置于低温低压人工试验室中,在不同“覆冰–脱冰”循环损伤次数后,使用共聚焦显微镜分别测量样品的湿润性、粗糙度,分别评价荷叶植株在“覆冰–脱冰”损伤后的湿润性及表面粗糙度的恢复过程,根据恢复过程特征分析恢复机理。结果 经“覆冰–脱冰”循环处理后的样品,其静态接触角降至105.34°~123.07°,滚动角增至39.5°~70.2°,表面算术平均高度（Sa）降至3.123~2.624 μm,表面均方根高度（Sq）降至3.542~3.113 μm;对于“覆冰–脱冰”循环损伤1次的荷叶植株,在48 h后其静态接触角恢复到150°以上。滚动角在24 h后降至10°以下。经3次“覆冰–脱冰”循环（约72 h）后,静态接触角、滚动角恢复到初始值。经过5次“覆冰–脱冰”循环损伤后,荷叶无法完成恢复过程,部分恢复湿润性后逐渐枯萎。结论 荷叶表面的静态接触角和滚动角恢复过程由表皮细胞重新扩张、表皮蜡层恢复2个因素决定。植株存活且表面局部损伤后,其静态接触角和滚动角都完全恢复,静态接触角更依赖于植物细胞和表皮蜡层所形成的微观粗糙度,而滚动角更依赖于微观粗糙度之上的纳观粗糙度,即滚动角比静态接触角更依赖于纳观粗糙度的恢复。     

TSA协同HCl化学刻蚀铝片构筑低粘附超疏水表面及其稳定性

目的 通过化学刻蚀法制备铝基超疏水表面,并提高其机械稳定性和化学稳定性。方法 以盐酸（HCl）为主刻蚀剂,对甲苯磺酸（TSA）为辅助刻蚀剂,通过化学刻蚀法构筑铝片微-纳米结构,涂覆硬脂酸后制备超疏水铝。探讨最佳刻蚀时间和浓度,通过FESEM、EDS和ATR-FTIR对铝片的表面结构和化学组成进行分析。利用接触角测量仪、电化学工作站和线性耐磨实验分别对铝表面的润湿性、耐腐蚀性和机械稳定性进行研究,并探讨铝在3.5% NaCl溶液中的化学稳定性。结果 当TSA浓度为0.2 mol/L,刻蚀时间为8.0 min时,获得的超疏水表面接触角（CA）最大,为167.9°,滚动角（SA）为6.3°,对应的腐蚀电位较裸铝正向移动了742 mV,腐蚀电流密度降低了1个数量级。此外,该超疏水表面还具有良好的机械稳定性和化学稳定性,经砂纸磨损70 cm后,接触角仍高达155.9°。模拟海水环境测试化学稳定性发现,将其浸泡在3.5% NaCl溶液中,20天仍维持在一种粘附超疏水状态。结论 通过调节化学刻蚀时间和TSA浓度在铝基表面制备得到微-纳米粗糙结构,硬脂酸改性后,获得具有超疏水性能的复合表面。该超疏水铝表面兼具优异的机械稳定性和化学稳定性能,并可以在高盐环境下保护铝基体。     

射频等离子体改性PTFE表面液滴撞击接触起电对润湿性的影响∗

液滴撞击固体表面是自然界的常见现象，研究超疏水表面的液滴撞击对其润湿性的影响，对于超疏水性材料的潜在应用具有重要的科学意义。采用 3、10、20 min 氧等离子体处理（OPT）和 1 min 八氟环丁烷等离子体聚合沉积（PPD）的等离子体方法改性聚四氟乙烯（PTFE）表面，获得具有不同尺寸和间距的微 / 纳米锥的超疏水 PTFE 表面，研究射频等离子体改性 PTFE 表面的液滴静态接触角、滚动角及液滴撞击动力学行为，分析在不同个数液滴撞击后 PTFE 表面的润湿性和液滴撞击行为变化，确定 PTFE 表面液滴撞击起电效应的影响机制。结果表明：通过 1~9 个液滴撞击后，PTFE 表面的静态接触角随撞击液滴数量增加而减小，导致静态接触角低于 150°；液滴滚动角随撞击液滴数量增加而增大，造成液滴滚动角高于 10°。 撞击液滴的接触时间随撞击液滴数量增加而增大，回弹系数随撞击液滴数量增加而减小。随撞击液滴数量增加，回弹液滴的正电荷和 PTFE 表面的负电压增大，PTFE 表面的负电荷对液滴产生强吸引作用，导致低粘附超疏水性被破坏。3 min OPT 和 1 min PPD 改性 PTFE 表面的纳米锥间距小，密度大，表面负电荷量增加明显，造成 PTFE 表面的疏水性降低的程度最显著。 研究结果可为改善超疏水稳定性的表面织构设计提供理论依据。     

铝合金超疏水表面的构建及其稳定性与自清洁性能研究

目的 通过化学刻蚀结合阳极氧化法,制备具有优良机械稳定性和自清洁性能的铝合金超疏水表面.方法 采用盐酸化学刻蚀结合草酸阳极氧化法,对1060型铝合金表面构筑了具有阶梯-孔状微纳结构,再经过低表面能物质十八胺的修饰,获得了超疏水表面.探索表面微纳米结构对铝合金超疏水表面机械稳定性等性能的影响.结果 经过砂纸磨损200 cm后,表面接触角依旧高达160.33°;600 g的落砂实验冲击后,表面接触角仍保持150°,具有良好的机械稳定性.由动电位极化曲线测试结果表明,与纯铝相比,该超疏水表面具有良好的耐腐蚀性.再将超疏水铝浸入不同pH值的溶液中至24 h发现,铝合金表面依然具有良好的超疏水性能,且在pH=10的弱碱溶液中,其接触角依旧保持在163.09°.在坚固的微纳米结构的阳极氧化铝层、十八胺以及超疏水表面的气垫作用下,铝合金超疏水表面的防腐蚀性能得到提高.对比各种常见饮料在该表面的润湿性,该表面具有出色的自清洁效果.结论 铝合金超疏水表面具有良好的机械稳定性、化学稳定性以及自清洁效果.     

激光刻蚀法制备GH4169超疏水表面及性能研究

采用光纤激光打标机在GH4169基底上刻蚀出微观结构,并通过在1.0%氟硅烷(FAS)乙醇溶液中改性降低表面能制备GH4169超疏水表面。该超疏水表面能达到接触角大于160°且滚动角小于10°。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、接触角测量仪对样品的微观结构、元素组成及润湿性进行表征和分析。采用单因素实验探究光纤激光打标机的扫描频率、功率以及速度对GH4169表面润湿性的影响规律,并对制备出的超疏水表面的粘附性和自清洁性进行了测试。     

基于磁控溅射–氟化改性的新型ZnO/SiO2复合超疏水涂层防冰性能研究

目的 通过磁控溅射及表面氟化修饰不同纳米尺度的氧化锌(ZnO)和二氧化硅(SiO2)粒子,获得一种新型的ZnO/SiO2复合超疏水涂层。方法 研究不同氟化修饰剂对新型ZnO/SiO2复合超疏水涂层防冰性能的影响。采用光学接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的水接触角(CA)、滚动角(SA)、微观膜层形貌以及氟化前后化学键的改变进行分析。采用自制结冰装置及数显拉力计对涂层在高湿低温环境中的结冰时间和冰层在涂层表面的黏附强度进行测试。结果 磁控溅射ZnO和SiO2纳米粒子复合制膜得到的粒子排列状态规则,并且两种不同尺寸粒子的掺混使得涂层表面呈多簇状微纳米二级结构,能够很好地降低液滴与表面的附着力;分别选用十七氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G502)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)4种氟化修饰剂对涂层表面进行整体修饰,其中,FAS-17修饰后的涂层表面防冰效果最好,其液–气复合接触面积比例达到了94.38%,接触角和滚动角达到最佳,分别为164.7°和3°,且冰在表面的黏附强度降低至3.8 kPa;在湿度为60%,温度分别为–2、–10及–20 ℃的条件下,涂层延缓结冰时间分别为244 6、160 4、137 s。结论 采用不同纳米尺度的ZnO和SiO2纳米粒子,经过磁控溅射和整体表面改性可以得到簇状结构的新型复合超疏水涂层。通过FAS-17乙醇溶液进行表面氟化修饰,更加显著地提高了涂层的超疏水性能。     

铝基彩色超疏水表面制备

先用电化学刻蚀在铝表面加工出超疏水性所需的微纳米粗糙结构,再通过直流阳极氧化在微纳米结构表面形成氧化层,并在高锰酸钾和硫酸的混合溶液中进行电解着色,最后通过氟硅烷修饰降低表面能后即可获得彩色的铝基超疏水表面。对样品表面的微观形貌、化学成分及润湿性进行了表征,结果表明:当电解加工时间为4 min时,铝表面颜色较暗,其超疏水性一般,水滴与表面的接触角达到153.1°,滚动角为1°;当电解加工时间为3 min时,铝表面为黄褐色,有较好的疏水性能,水滴与表面的接触角达到157.2°,滚动角为1°。     

新型的治疗阿尔茨海默氏症药物(1-二甲基磷酰基-2,2,2-三氯)-乙基-1-醇烟酸醋对体外神经细胞的作用

目的: 观察本实验室合成的一种治疗阿尔茨海默氏症(AD)的药物(1-二甲基磷酰基-2, 2, 2 -三氯)-乙基^-1-醇烟酸醋(NMF),对体外培养的皮层神经细胞活性的影响以及对海人藻酸(KA)所致的神经损伤的保护作用。方法: 采用体外培养皮层神经元的方法,解剖分离 15 d胚胎小鼠皮层神经细胞, 接种于 96孔板,48 h 后加药并培养 72 h,以 MIT 法 观察 NMF 对小鼠皮层神经细胞活性的影响;同时将接种于 24 孔板的细胞预先给予 NMF,d 3 时加或不加KA处理后,以台盼蓝染色鉴别并计数死、活细胞,可得出细胞的存活率。结果: NMF 明显促进胎鼠皮层神经元活性,其中 NMF1、0. 1、10nmol·L^-1促进神经元活性增殖率分别高达 34.7%、37.4%、36. 7%, NMF 明显促进正常胎鼠皮层神经元存活卒,与对照组比较,10nmol·L^-1 NMF 对皮层神经元的存活率分别提高 39.3%、73.5%。 NMF能显著 对抗 KA 所致的神经元损伤,与 KA 损伤组相比, NMF0.1、10、10nmol·L^-1对损伤皮层神经元的保护率分别为 77.30%、80.10%、84.15%。结论: NMF 明 显促进胎鼠皮层神经元的洁性、提高正常皮层神经元,的存活卒,并能有效地保护KA所致的神经元损伤,提示 NMF 是一种很有潜力的治疗 AD 的药物。     

Three-Dimensional Growth of Coherent Ferrite in Austenite: A Molecular Dynamics Study

Coherent second phase often exhibits anisotropic morphology with specifi c orientations with respect to both the second and the matrix phases. As a key feature of microstructure, the morphology of the coherent particles is essential for understanding the second-phase strengthening eff ect in various industrial alloys. This letter reports anisotropic growth of coherent ferrite from austenite matrix in pure iron based on molecular dynamics simulation. We found that the ferrite grain tends to grow into an elongated plate-like shape, independent of its initial confi guration. The fi nal shape of the ferrite is closely related to the misfi t between the two phases, with the longest direction and the broad facet of the plate being, respectively, consistent with the best matching direction and the best matching plane calculated via the Burgers vector content(BVC) method. The strain energy calculation in the framework of Eshelby's inclusion theory verifi es that the simulated orientation of the coherent ferrite is energetically favorable. It is anticipated that the BVC method will be applicable in analysis of anisotropic growth and morphology of coherent second phase in other phase transformation systems.     

Effect of Short-Time Aging on the Pitting Corrosion Behavior of a Novel Lean Duplex Stainless Steel 2002

The effect of short-time aging in the temperature range between 400 and 1000 °C on the pitting corrosion behavior and mechanical property of a novel lean duplex stainless steel(LDSS) 2002 was investigated through the potentiostatic critical pitting temperature(CPT) tests and the Charpy impact tests. Both the pitting corrosion resistance and the toughness of aged specimens degraded due to the precipitation of detrimental secondary phases and the most significant reduction of CPT and impact energy emerged at 650 °C concurrently. The CPT of LDSS 2002 specimen aged at 650 °C decreased by 28 °C, and the impact energy dropped from 69 to 29 J/cm~2 compared with the solution-annealed sample. Transmission electron microscopy characterization showed that the main precipitates in LDSS 2002 were Cr_2N and M_(23)C_6 along the ferrite–austenite grain boundaries.     

INTRODUCTION TO PATENTS

The invention provides a method of making a mold which can reduce SOx generation rate while preventing decrease in hardening rate in the case of using sulfuric acid for a hardener composition. The method has a mixture step in which fire-resistant particles, a hardener composition and a binder composition are mixed to obtain a composition for a mold. The hardener composition contains sulfuric acid. In the mixture step, sodium carbonate is added. A molar ratio of the sulfuric acid to the sodium carbonate is 0.5 or more and 4.0 or less.     

China Foundry Week 2014

China Foundry Week, hosted by the Foundry Institution of Chinese Mechanical Engineering Society （FICMES） each year, is a large academic event in China. It is one of the ten high-impact activities sponsored by the Chinese Mechanical Engineering Society.     

17th Conference of Hydrodynamic and Electromechanical Control Engineering Call for papers

正1.Contents In order to promote the academic exchanges and technical communication of the research in the field of fluid power transmission and control,fluid control engineering specialized committee of the Chinese Society of Theoretical and Applied Mechanics will hold the 17th Conference of Hydrodynamic and Electromechanical Control Engineering on July 27-29,2014 in Tibet,Lhasa city.     

Information for Contributors

正The Transactions of Nonferrous Metals Society of China,founded in 1991 and sponsored by The Nonferrous Metals Society of China,is published monthly now and mainly contains reports of original research which reflect the new progresses in the field of nonferrous metals science and technology,including mineral processing,extraction metallurgy,metallic materials and heat treatments,metal working,physical metallurgy,powder metallurgy,with the emphasis     

Preface

<正>We are pleased to present this Special Issue of Transactions of Nonferrous Metals Society of China containing selected papers from the First Asian Conference on Aluminum Alloys(ACAA-2013),held in Beijing,China,13–17 October 2013.This conference has been initiated,with approval of     

Information for Contributors

The Transactions of Nonferrous Metals Society of China, founded in 1991 and sponsored by The Nonferrous Metals Society of China, is published monthly now and mainly contains reports of original research which reflect the new progresses in the field of nonferrous metals science and technology, including mineral processing, extraction metallurgy, metallic materials and heat treatments, metal working, physical metallurgy, powder metallurgy, with the emphasis on fundamental science. It is the unique preeminent publication in English for scientists, engineers, under/post-graduates on the field of nonferrous metals industry. This journal is covered by many famous abstract/index systems and databases such as SCI Expanded, Ei Compendex Plus, 1NSPEC, CA, METADEX, AJ and JICST.     

Formulas of Tension of Continuous Rolling Process

The development of computer controlled continuous rolling process calls for a mathematical expression that can express the inequality condition of "constant flow". Tension is the link of the continuous rolling process. From the condition of dynamic equilibrium, a differential equation of tension is given out. On the basis of the physical rules established from the industrial practice and experimental studies, the law of volume constancy, the linear relation of forward slip and tension, the state equation of continuous rolling, the formula of dynamic tension, and the formula of static tension have been obtained. These formulae reflect the functional relations between tensions, thickness, roll velocity, and time in the continuous rolling process. It is implied that the continuous rolling process is a gradually steady, controllable, and measurable dynamic system. An assumption of predicting the thickness of a steel plate using these tension formulae is also put forward.