纯钛表面超疏水性着色膜的制备及性能

以 Na₂HPO₄·12H₂O 溶液作电解液对纯钛表面先进行阳极氧化,再用氟硅烷做表面修饰,在纯钛表面制备出超疏水性着色膜。 结果表明,钛基体的前处理工艺,阳极氧化电流、电压和时间是影响超疏水性着色膜的重要参数。 相比化学抛光,机械抛光的前处理能获得更加光亮的彩色膜。 电压一定时,随时间延长,着色膜的颜色饱和度下降,但水接触角提高;时间一定时,随电压升高,颜色饱和度下降,水接触角呈升高趋势。 总体来看,当阳极氧化电压为 30 V,阳极氧化时间为 6 h 时,可以获得膜厚约为 3~ 4 μm 蓝色膜,并具有较好的超疏水性(水接触角可达(156. 1±1. 3)°)和耐磨性,具有“花瓣状”的粗糙微纳结构,既微米级的花瓣状凸起和纳米级的薄片,这有利于膜的超疏水性。 耐污试验进一步表明,上述工艺制备的超疏水性着色膜具有优异的自清洁和耐污染能力。     

镁合金超疏水表面制备技术的研究进展

超疏水表面因其在日常生活及工农业生产等领域有巨大的应用前景而受到科研人员的广泛关注。基于镁及其合金基底超疏水表面的制备研究可以加深对材料特性的认识、扩展材料应用范围和提高材料应用性能而具有重要的意义。介绍了超疏水表面的相关理论基础和超疏水状态下的两类模型及其相互关系,对两类模型下表面微细结构和固体表面化学成分对接触角的影响进行了讨论。从构建超疏水表面的两种途径出发,一是在低表面能物质上构建特殊微细结构,二是在微细结构表面利用低表面能物质进行修饰,着重总结归纳了镁合金基底超疏水表面制备技术的研究进展,并对镁合金超疏水表面的发展进行了展望。     

基于激光烧蚀和水热法的超疏水表面制备

为了获得具有超疏水性的功能表面,以粗糙表面的石墨为基底,采用水热法使甲酰胺与锌片建立反应体系,产生具有超疏水性的氧化锌.采用扫描电子显微镜对其形貌进行表征,用接触角测量仪对其接触角进行测定.结果表明,在粗糙的石墨表面制备的氧化锌为球状结构,类似蒲公英,与水的接触角155°.球状结构的氧化锌可使粗糙的石墨表面产生超水性.     

铝合金表面超疏水缓蚀自修复膜的制备及其耐蚀性

先在铝基体上制备了镁铝水滑石膜层和十钒酸根插层水滑石膜层两种类水滑石膜层,再采用全氟辛基三乙氧基硅烷通过气相沉积法对类水滑石膜层进行不同时间的表面改性,制备出超疏水类水滑石膜层.采用扫描电子显微镜、接触角测量仪对膜层的结构和润湿性进行分析,讨论了改性时间对膜层结构和超疏水性能的影响,并且通过电化学测试,短期浸泡试验及盐...     

超疏水高疏油不锈钢滤网的制备及其耐腐蚀性能

目的制备对水和油具有低浸润性、低粘附性的不锈钢滤网。方法用Fe Cl3溶液刻蚀并高温煅烧不锈钢滤网,采用十七氟癸基三甲氧基硅烷对其表面进行改性,制备具有超疏水高疏油表面的不锈钢滤网。分别利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对滤网表面的形貌和成分进行分析,用接触角测量仪对表面的润湿性能进行测量,用电化学工作站对试样的耐腐蚀性能进行研究。结果在不锈钢滤网表面制备出了二元微纳米粗糙结构,对去离子水的接触角达152?,滚动角为0.5?,对丙三醇的接触达145.2?,滚动角为2?,对大豆油的接触达140.5?,滚动角为8?。处理后的不锈钢滤网的电化学参数有明显的改善,缓蚀率达95.6%。结论制备的超疏水高疏油不锈钢滤网对水和油均具有较低的浸润性及粘附性,且具有更好的耐腐蚀性能。     

TiO2超疏水膜的制备及影响因素

采用溶胶-凝胶法于金属基片上制备了TiO2膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)后,呈现良好的超疏水性能,通过实验优化确定了最佳实验条件,得到最佳TiO2超疏水表面,其与水的接触角达到173.7°。并研究了聚乙二醇(PEG)含量、TiO2纳米粒子含量和烧结温度和时间对超疏水性能的影响。     

超疏水表面抑制结霜研究进展

超疏水表面以其超高的表观接触角和很小的滚动角在工业中获得广泛的应用。综述了近期国内外超疏水表面在抑霜方面的研究新进展,归纳了超疏水表面的冷凝、结冰和落霜过程的过程特点和疏水性对结霜过程的影响。超疏水表面能显著延迟冷凝发生和开始结霜的时间,降低霜层的厚度。与普通表面相比,超疏水表面的霜层结构更为蓬松脆弱,可在外力作用下轻松去除,表现出较好的抑霜性能。由于部分超疏水表面在冷凝阶段丧失疏水性从而丧失抑霜性能,大大地限制了超疏水表面在抑制结霜方面的潜力。纳米结构超疏水表面较好地解决了上述问题,一部分纳米表面由于冷凝液滴的弹跳现象而表现出极佳的抑霜性能。最后,对超疏水表面研究的发展进行了展望。     

硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理

目的 探究户外环境中导致硫醇改性超疏水铜表面失效的因素及其超疏水性失效的机制。方法 通过化学刻蚀法在铜表面构筑纳米结构，利用正十二硫醇进行表面改性，得到具有超疏水性的铜表面。将该表面置于户外进行耐候性研究，并通过4种模拟户外环境实验探究超疏水性失效的原因，包括组合循环实验（循环条件含紫外辐射、淋雨和凝露）、紫外辐射实验、水环境实验和温度实验。结果 超疏水铜表面经过10 d的户外实验后，其接触角由初始状态的158.5°降至131.1°，表明该表面的超疏水性能已失效。经过2次组合循环实验（每次循环的时间为12 h）、20 d紫外辐射实验及30 d水环境实验后，该表面的接触角分别降至130.3°、124.5°、131.7°，表明该表面均已失去超疏水性；经过40 d高温实验后，表面的超疏水性开始失效。XPS谱图表明，在超疏水性失效后该表面不存在硫元素，即正十二硫醇已经脱离表面。结论 超疏水铜表面的硫醇分子脱落是超疏水性失效的根本原因。紫外辐射、水和高温是导致超疏水铜表面超疏水性失效的主要因素。其中，紫外辐射或水对超疏水性的破坏速度比高温快。相较于单一因素（紫外辐射、水或高温），三者的协同作用更...     

超疏水铝合金表面的制备及耦合机理分析

为制备超疏水铝合金表面,采用高速电火花切割技术在铝合金表面加工类水稻叶表面的沟槽结构。通过扫描电子显微镜(SEM)观测材料表面形貌,采用接触角测量仪表征水滴在材料表面的疏水性和黏附性。结果表明： 铝合金表面形成了排列规则的微米级沟槽结构,沟槽突起和底部覆盖着微米级凹坑、突起物和纳米级错层等结构。铝合金试样表面的接触角由加工前的61.24°提高至157.71°,最大达165.36°,实现了材料表面亲水向超疏水的转变。提拉法表明加工的铝合金表面具有高黏附特性。将测得的接触角与CassieBaxter模型计算的理论值进行比较,发现试样表面的超疏水性是微米级和纳米级等复合结构共同耦合作用的结果。铝合金试样表面的多尺度结构不仅提高了材料表面的疏水性能,同时也形成了试样表面的高黏附特性。     

镍离子对不锈钢化学着色的影响

试验研究了着色液中镍离子(Ni~(2 ))浓度变化对不锈钢化学着色的影响。用扫描电子显微镜(SEM)和自制镜面反射装置分别对着色膜成分和光泽度进行微区分析与表征,结果表明,随着着色液中Ni~(2 )浓度的增大,不锈钢的着色起色电位下降;着色速度减慢,着色时间延长;着色膜光泽度降低,色调变暗。着色膜中主要成分Fe含量呈现振荡式略微下降趋势,O、Ni含量基本无变化,Cr含量呈缓慢上升趋势;当C_(Ni)~(2 )>8.0 g/L时,着色膜表面发雾,此时着色液不再适合着色。     

彩色不锈钢板电化学褪膜工艺研究

研究了着色生产中出现的不均匀彩色不锈钢板的电化学褪膜技术。通过褪膜试样的表面光泽度及再着色性能两方面,评价褪膜工艺的优劣。通过光反射率法和质量损失速率法确定最佳褪膜配方,并探讨了温度、电流密度对褪膜试样表面光泽度的影响。分别检测了褪膜后再着色试样的色差、耐蚀性及耐磨性,结果显示,褪膜再着色试样的色差小于0. 7,腐蚀速率为11. 5831 g/ (m2·h),耐摩擦次数达1950 次,与常规着色试样的性能相当,表明褪膜试样的再着色能力优良。     

沉积扩散法制备不锈钢抗菌渗铜层的研究

采用沉积扩散法在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢和2Cr13马氏体不锈钢表面制备抗菌渗铜层,讨论了不同的扩散工艺参数对这两种不锈钢抗菌渗铜层抗菌性能和抗菌持久性的影响。用小角度X射线衍射(GXRD)分析了渗铜层的相组成。研究结果表明,用沉积扩散法在不锈钢表层制备含ε-Cu相的抗菌渗铜层,其对大肠杆菌和黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。     

含氟化物银钎剂去除304不锈钢表面氧化膜的机理

使用银钎剂（由K₂B₄O₇、H₃BO₃、KF或KHF₂组成）去除304不锈钢表面氧化膜,研究了银钎剂对304不锈钢表面氧化膜的去除机理。结果表明,700 ℃时,在钎剂成分中某一成分的单独作用下,K₂B₄O₇和KF不能去除304不锈钢表面氧化膜;在任意2种成分的协同作用下,只有K₂B₄O₇与H₃BO₃的混合物在700 ℃下不能熔化,其余二元混合物均能与钢板表面氧化物反应;自由能（ΔG_m^θ）和反应平衡常数（K^θ）的计算结果显示,钎剂去除氧化膜的主要原因是该过程中钎剂中的F替代氧化物中的O,该反应的平衡常数达到 1.3×10¹⁶⁷,自由能小于零,反应可以进行。XRD结果显示,在2θ=18°位置的峰形发生改变,说明KF被KHF₂替代后,钎剂去除氧化膜的机理发生变化。含有KF和KHF₂的3号钎剂在540 ℃时可以有效去除钢板表面氧化膜,与钎剂的反应产物具有非晶结构特征。     

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 以表面出现质量问题的不锈钢餐刀为研究对象,用显微镜观察了钢中的夹杂物形貌及分布情况,借助扫描电镜观察了缺陷处的组织结构,用能谱分析仪测定了其成分,从而确定了缺陷产生的根源,阐明了其产生的机理,最终提出了改进产品质量的建议。     

不锈钢的液相等离子体表面强化初探

在试样上施加250～600V、1500Hz的高压脉冲电源，在乙二醇-氯化钠电解液中，1Cr18Ni9Ti不锈钢试样作阴极，石墨作阳极，在试样表面产生明显的微区等离子放电，经3～5min处理，试样表面获得厚约0．2mm的强化层。结果表明：1Cr18Ni9Ti不锈钢在经过液相等离子体强化处理后，其显微硬度由心部的175．6HV增加到513．2HV，通过X射线衍射分析得出在试样表面有大量的（Fe-Cr-Ni-C）相存在，从而反映出在本实验条件下，试样表面可产生明显的强化作用：为1Cr18Ni9Ti不锈钢的强化探索了一条新的途径。     

316L不锈钢电化学着黑色研究

目的 调整316L不锈钢表面组成结构,改善表面性能,获得表面着黑色最佳电化学工艺条件。方法 通过电化学方法在除油抛光活化的316L不锈钢表面发生阳极氧化,研究了活化液浓度、阴阳极极板面积比、电解液的硼酸用量、电化学氧化电流密度、终止电压、阳极氧化时间、氧化温度对着色膜颜色效果、结合力、重现性的影响;研究了着黑色不锈钢与未着色不锈钢在酸碱盐水溶液体系中的表面腐蚀性能;探讨了着色条件对着色膜性能的影响及着色机理。结果 磷酸活化液浓度对着色效果影响显著,浓度越高活化的不锈钢板着黑色越纯正,但膜层结合性变差;着色液组成决定着着色膜颜色变化的范围。着色时间是影响着色膜颜色的主要因素,随着色时间的延长,膜层颜色呈现青、黄、红、黑变化。温度是影响着色膜层与不锈钢基材结合紧密程度的主要因素,25 ℃下形成的膜层与基体的结合最为紧密;电极阴阳极面积比是影响着色膜均匀程度的主要因素,阴阳极面积比为1∶1时,着色膜的一致性最好。结论 获得了316L不锈钢着纯正黑色膜层的最佳条件,磷酸活化液浓度为1.5 mol/L,电解着色液组成为30 g/L K2Cr2O7+20 g/L MnSO4.4H2O +40 g/L (NH4)2SO4 +10 g/L H3BO3,阴阳极板对应面积比为1∶1,着色温度为25 ℃,着色电压为2~4 V,阳极电流密度(DA)为0.20 A/dm²,阳极氧化时间为720 s。着黑色不锈钢膜层腐蚀性研究表明在含氯离子的中性水溶液环境中耐腐蚀性明显提高。     

基于正交实验优化不锈钢表面纳米孔结构制备工艺

目的通过正交实验优化不锈钢表面纳米孔制备工艺。方法通过田口实验方法设计正交试验优化工艺。采用含有氯化钠和硫脲的硝酸溶液阳极氧化制备纳米孔,在含有氯化钠、盐酸和硫酸的水溶液中进行扩孔处理。通过扫描电子显微镜、能谱仪对表面处理后的试样表面形貌和元素进行分析,应用软件统计SEM图片孔隙率,并将孔隙率作为响应指标,利用极差分析和方差分析研究阳极氧化工艺和扩孔时间对表面形貌及孔隙率的影响,并优化工艺参数。结果 SEM照片和5个水平的均值表明,硝酸浓度的提高有利于提高孔隙率,较高的硫脲浓度有利于形成均匀有序的纳米孔结构,氯化钠浓度、氧化时间、氧化电压和扩孔时间对表面形貌和孔隙率影响不明显。元素分析表明,纳米孔的材料仍然是不锈钢,而不是金属氧化物。正交实验优化的工艺参数是:硝酸的体积浓度为90 mL/L,硫脲的质量浓度为3.5 g/L,氯化钠的质量浓度为20 g/L,氧化时间为120 s,氧化电压为5.0 V,扩孔时间为50 s。结论通过实验验证,优化后的工艺能够制备出表面较平整、孔隙率较高的纳米孔结构。     

化学蚀刻 304 不锈钢表面结构研究

目的研究化学蚀刻304不锈钢表面结构类型、形成过程及其应用。方法以304不锈钢为对象,以FeCl3系溶液为蚀刻剂,采用化学蚀刻的工艺,通过表面分析和SEM等手段,研究化学蚀刻的过程以及表面结构的类型。结果在40℃常压下,250 g/L FeCl3中使304不锈钢表面光滑的盐酸用量(y)与硝酸用量(x)满足一定的关系:y=19.37+0.13x±0.5,x≤120 m L/L;y=-8.67+0.62x±0.5,x≥130 ml/L。溶液中Cl-含量是影响蚀刻后不锈钢表面的平整度的主要因素。结论改变蚀刻溶液性质可以改变蚀刻后304不锈钢表面形成的结构。     

不锈钢着色的光干涉效应

采用化学氧化法,测定不锈钢在着色溶液中,着色电位与颜色的对应关系,并采用俄歇能谱测定了着色膜的化学元素组成和膜厚与着色电位的关系.根据薄膜光干涉原理,提出了颜色与膜层的关系式,对着色膜层的折射率进行了估算.