超疏水镁合金表面的防黏附和耐腐蚀性能

通过盐酸刻蚀、氨水浸泡和疏水长链接枝,成功构建得到接触角达154°、滚动角为6°的超疏水镁合金表面。利用接触角测试、扫描电镜观察、红外光谱分析、防黏附和电化学实验等分别对超疏水镁合金表面的润湿性能、表面微结构与化学组成、防黏附行为以及耐腐蚀性能进行了考察。结果表明:盐酸刻蚀和氨水浸泡使得镁合金表面产生了微-纳复合结构,而硬脂酸修饰使疏水烃基长链通过化学键接枝到具有微-纳复合结构的镁合金表面。正是由于其特殊的表面微结构和化学组成,使得超疏水镁合金表现出良好的防黏附和耐腐蚀性能。     

硬脂酸醇水溶液浸泡法构建超疏水铝合金表面

采用简单环保的沸水处理方法使铝合金表面粗糙化,然后经硬脂酸的醇/水溶液浸泡处理而构建得到接触角达155°和滚动角小于5°的超疏水性铝合金表面。通过接触角测量、红外光谱和扫描电镜测试对超疏水铝合金表面的制备过程、表面润湿性能、化学结构和表面形貌等进行了表征和分析。研究结果表明:具有疏水性的烃基长链成功键合到了具有多孔花瓣状微结构的铝合金表面,从而赋予铝合金表面具有超疏水特性。     

镁合金超疏水表面的制备技术与应用研究进展

通过制备镁合金超疏水表面,可以有效减少镁合金表面与腐蚀介质的直接接触,从而提高镁合金的耐腐蚀性和防腐涂层稳定性,有助于进一步扩大镁合金在工业等领域中的应用。在简要概述固体表面润湿性的影响因素和相关理论分析的基础上,综述了国内外镁合金超疏水表面制备技术与应用的最新进展,重点归纳了粗糙表面的构建方法,探讨了各种制备方法的特点,总结了镁合金超疏水表面防腐蚀的机理,并提出了镁合金超疏水表面研究的发展方向。     

MB8镁合金超疏水表面的制备和润湿性

通过激光加工在MB8镁合金表面构造具有规则结构的纹理,再制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜,从而构建了MB8镁合金超疏水表面。用扫描电子显微镜和接触角测量仪观察和测量试样表面的形貌和润湿性。结果表明,激光加工在试样表面构造的粗糙结构和低表面能物质FDTS自组装分子膜使该试样具有超疏水性;经激光加工和沉积自组装分子膜后,MB8镁合金试样表面对水的接触角显著增大(达到150°以上)。将MB8镁合金超疏水表面加工成漂浮平台,承载能力的测试结果表明,超疏水平台的漂浮承载能力明显比非超疏水性平台的大,平台的承载能力与接触角的数值成正比。理论计算结果和"气垫"的存在表明,该超疏水表面符合Cassie-Baxter。状态模型,对接触角理论值与测量值的分析表明分级粗糙结构对超疏水表面构建有重要作用。     

AZ31镁合金基Cu-MOF-SA超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

腐蚀是影响镁及其合金大规模应用的关键技术难题之一,因可有效隔离金属基底与腐蚀介质的直接接触,从而降低腐蚀速率,制备超疏水表面成为提高镁合金耐蚀性的有效途径。通过一步电沉积方法,在AZ31镁合金基底上成功制备了铜-金属有机骨架-硬脂酸(Cu-MOF-SA)超疏水膜,并对超疏水膜的耐腐蚀性、化学稳定性和耐热性进行了综合研究。结果表明,表面的水接触角可达158°,超疏水膜覆盖的试样在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐腐蚀性能,相比AZ31镁合金基底,其腐蚀电位正移了0.24 V,腐蚀电流密度降低了1个数量级。在pH值为1～14的溶液中浸润24 h后,超疏水膜的水接触角仍可达135°以上,浸泡在pH=1的溶液24 h的超疏水膜的腐蚀电位比AZ31镁合金基底高0.21 V。在20～90℃空气中保温24 h后,超疏水膜的水接触角仍保持在154°以上,80℃下保温24 h后其腐蚀电位比AZ31镁合金基底的高0.22 V,腐蚀电流密度比AZ31镁合金基底的小1个数量级。结果表明,本研究制备的Cu-MOF-SA疏水膜具有良好的超疏水性和耐腐蚀性。     

AZ91D镁合金超疏水膜层的制备及其表征

采用简单易行的化学刻蚀方法,通过硝酸刻蚀、化学镀银和硬脂酸自组装改性处理,在AZ91D镁合金表面上成功制备出了超疏水膜层,进一步解释了该制备工艺的化学反应机理。利用扫描电子显微镜和视频光学接触角测量仪对AZ91D镁合金表面超疏水膜层的微观形貌和润湿性能进行了表征,利用能谱仪和光谱仪测定了膜层的表面化学组成。结果显示,釆用上述方法处理后的AZ91D镁合金表面呈现出良好的疏水性,水滴在试样表面的表观接触角为153°,滚动角为4°。     

基于铸铝微弧氧化构筑超疏水表面及工艺优化

为了提高铸铝表面的防腐蚀和防污能力,通过微弧氧化在铸铝表面原位生长出均匀分布的氧化铝陶瓷膜层,采用长链氟硅烷对微弧氧化陶瓷膜层进行修饰,制备了接触角大于150°的超疏水表面。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了铸铝微弧氧化陶瓷膜结构和表面形貌,并测试了长链氟硅烷修饰对铸铝以及微弧氧化铸铝表面接触角的影响,探讨了铸铝微弧氧化陶瓷膜层的长烷链氟硅烷修饰机理。通过正交试验确定了正向电压为480 V,占空比为50/50,微弧氧化时间为15 min时,生成的微弧氧化陶瓷膜层具有较为连续和致密的微米级突起结构,经十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰后获得接触角高达162.6°的超疏水表面,并且具有一定的持久性和稳定性。     

长效稳定的超疏水氧化铝表面的制备与性能

通过在载玻片表面涂覆一层由溶胶-凝胶法制备的氧化铝溶胶,再经过一定的热处理、沸水处理和表面修饰等工艺,得到了一种超疏水性氧化铝表面。利用接触角测试和扫描电子显微镜观测等技术对薄膜的制备过程、表面形貌和微观结构、润湿性能及其稳定性等进行了考察。结果表明:所制得的氧化铝薄膜由多孔的花瓣状粗糙结构和疏水长链单分子层构成,从而赋予该薄膜具有超疏水特性。而且,所制备的薄膜在空气中放置一年后,其表面仍然保持超疏水特性,表明该薄膜的超疏水特性十分稳定。同时,该薄膜在较宽的pH值范围内,其表面都呈现出十分强的疏水特性,如当水滴的pH值在1-11范围内时,薄膜表面接触角均在146°以上;而当水滴的pH值达到13.8时,其接触角显著降低。     

镁合金基底超疏水涂层的制备及其防污防腐性能研究

为延长镁合金的使用寿命,使用喷涂法在AZ31b镁合金基体上制备出稳定的超疏水涂层。首先在基体表面涂覆环氧树脂粘结层,向其喷涂微米SiO₂颗粒,以构建微米级框架,紧接着喷涂纳米聚四氟乙烯颗粒,以提供疏水性粒子。所制备的超疏水涂层接触角约为157.40°,滚动角仅为2°。试验结果表明：该超疏水涂层具有优异的化学与机械稳定性,良好的耐腐蚀性能以及自清洁、防污特性。     

硬脂酸银超疏水涂层的制备与性能

将硝酸银、氢氧化钠和硬脂酸在乙醇水溶液中反应制备硬脂酸银。将硬脂酸银的乙醇分散液喷涂在基片上即得到超疏水表面。该方法操作简单,可适用于多种基体表面。研究表明硬脂酸银超疏水表面是由叶片状硬脂酸银堆叠而成的粗糙结构,硬脂酸银的长链烷基链段具有低表面能,二者结合使得硬脂酸银涂层具有超疏水性。硬脂酸银超疏水表面在宽广的pH值范围内和温度区间都具有具有稳定的超疏水性。超疏水表面经人为破坏后,可以随时随地快速喷涂修复。