铝基微纳米结构超疏水表面制备及其防冰/霜性能

[目的]在铝上构建具有粗糙微纳米结构的超疏水表面,可赋予其良好的防冰/霜性能。但在实际应用中铝的超疏水性会逐渐变差甚至失效,微纳米结构的稳定性是影响疏水耐久性的主要因素之一。[方法]先通过二次阳极氧化在铝表面制备纳米多孔结构,再用不锈钢筛网模板压印的方法在铝表面获得微米级结构,扩孔处理后采用低表面能物质(如三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷)进行修饰,最终获得了微纳米结构的铝基超疏水表面(标记为MN-SHS),并就其表面形貌、水接触角、液滴粘附性、防冰/霜性能和耐久性与只进行二次阳极氧化的铝试样和进行二次阳极氧化+扩孔的铝试样作对比。[结果]MN-SHS样品表面的水接触角达到164°,液滴粘附性低,防冰/霜性能和耐久性最优。[结论]采用阳极氧化结合微米压印技术可制得具有微纳米复合结构的铝基超疏水表面,在防冰/霜方面具有很好的应用前景。     

铝合金阳极氧化后处理工艺及涂层耐蚀性研究

本课题实验采用一种磷酸盐溶液对铝合金阳极氧化膜封孔的工艺。通过电化学交流阻抗、扫描电镜等检测方法对封孔膜的耐蚀性、表面形貌及表面元素成分形貌进行表征。结果表明:封孔膜处理后表面有白色晶体状物质形成,铝合金阳极氧化层的耐蚀性得到提升,说明是一种有效的封孔方式。     

钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性

采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂Si O₂颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明：超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^-8 A/cm²,较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm²、3000Ω·cm²,表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。     

建筑用16Mn钢超疏水膜层的制备及耐蚀性研究

为提高建筑用16Mn钢的耐蚀性,采用磷化处理、铈盐钝化再经过硬脂酸修饰在16Mn钢表面制备出超疏水膜层。表征了膜层微观形貌和成分,并测试了表面粗糙度、水滴接触角和耐蚀性。结果表明:铈盐钝化、硬脂酸修饰后磷化膜的微观形貌、成分和表面粗糙度存在差异,导致表面润湿性和耐蚀性不同。只是通过增加表面粗糙度的方式无法制备出超疏水膜层,膜层呈亲水性或超疏水性与其耐蚀性之间存在关联性。钝化-修饰磷化膜表面水滴接触角达到150.7°,表现出超疏水性还具有良好的耐蚀性,能有效抑制16Mn钢腐蚀从而提高其耐蚀性。原因是钝化-修饰磷化膜表面形成微纳米粗糙结构,有利于俘获空气形成气垫,对腐蚀介质具有较好的阻隔作用,有效抑制腐蚀并降低腐蚀程度。     

建筑用16Mn钢超疏水膜层的制备及耐蚀性研究

为提高建筑用16Mn钢的耐蚀性,采用磷化处理、铈盐钝化再经过硬脂酸修饰在16Mn钢表面制备出超疏水膜层。表征了膜层微观形貌和成分,并测试了表面粗糙度、水滴接触角和耐蚀性。结果表明:铈盐钝化、硬脂酸修饰后磷化膜的微观形貌、成分和表面粗糙度存在差异,导致表面润湿性和耐蚀性不同。只是通过增加表面粗糙度的方式无法制备出超疏水膜层,膜层呈亲水性或超疏水性与其耐蚀性之间存在关联性。钝化-修饰磷化膜表面水滴接触角达到150.7°,表现出超疏水性还具有良好的耐蚀性,能有效抑制16Mn钢腐蚀从而提高其耐蚀性。原因是钝化-修饰磷化膜表面形成微纳米粗糙结构,有利于俘获空气形成气垫,对腐蚀介质具有较好的阻隔作用,有效抑制腐蚀并降低腐蚀程度。     

铝基超疏水表面的制备及其耐蚀性

对铝基进行恒电流阳极氧化后,采用正辛基三乙氧基硅烷化学改性,制得超疏水膜。采用接触角测试仪、扫描电镜、红外光谱仪、电化学工作站等,研究了所得超疏水膜的静态接触角、表面形貌、结构及耐蚀性。结果表明,经阳极氧化后,铝基构建了粗糙的微纳米结构,再硅烷化处理后,铝基表面的疏水性增强,静态接触角大于150°。超疏水膜使铝在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电位正移0.11V,腐蚀电流密度降低4个数量级,有效地提高了铝的耐蚀性。     

不同封孔方法对汽车用2036铝合金草酸氧化膜性能的影响

选取汽车用2036铝合金作基体在草酸电解液中进行阳极氧化,并采用不同方法封孔,表征了封孔前后氧化膜的微观形貌、表面成分及耐腐蚀性能.结果表明,封孔后的氧化膜的微观形貌明显不同于未封孔氧化膜,封孔氧化膜的耐蚀性明显提高,但不同封孔工艺的氧化膜的耐蚀性存在一定差异,铬酸盐封孔氧化膜的耐蚀性优于热水封孔和镍-钴盐封孔的氧化膜...     

6063铝合金多种阳极氧化封孔膜性能比较

本文针对6063铝合金阳极氧化膜分别进行沸水封孔、高浓度K2Cr2O7封孔、低浓度K2Cr2O7封孔、Ni2+封孔、Ni2+-Co2+封孔、CeCl3封孔。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察封孔膜的表面形貌,测试封孔膜的磷-铬酸失重并采用动电位法测氧化膜在NaCl腐蚀介质中Tafel腐蚀极化曲线,结果表明CeCl3封孔膜失重最小,具有良好的耐蚀性,对铝基体具有较好的保护作用。     

镁合金阳极氧化

镁合金以优良的物理、机械性能得到了广泛的应用,而耐蚀性差制约其进一步应用.对镁合金进行适当的表面处理能够提高耐蚀性.阳极氧化膜具有与基体金属结合力强、良好的耐蚀性及耐磨损等优点,同时具有多孔结构,能够按照要求进行着色/封孔处理,并能为进一步涂覆有机涂层提供优良底层,阳极氧化工艺是目前普遍应用的表面处理方法.本文介绍了镁合金阳极氧化工艺的发展概况,阳极氧化工艺的成膜机理,膜的耐蚀性影响因素等.     

锆盐封孔对建筑铝合金阳极氧化膜耐蚀性能的影响

为了改善建筑常用6463铝合金的耐蚀性能,在其表面制备阳极氧化膜,然后采用氟锆酸钾溶液对阳极氧化膜进行封孔处理.研究了锆盐封孔对阳极氧化膜的微观形貌、表面成分和耐蚀性能的影响,并与沸水封孔和镍盐封孔进行了对比.结果表明:锆盐封孔对阳极氧化膜微观形貌的改善效果明显好于沸水封孔,阳极氧化膜中引入Zr元素,质量分数约为19....     

TC4钛合金超疏水涂层的制备及性能

采用阳极氧化和低表面能物质修饰的方法在TC4钛合金表面制备超疏水涂层.工艺过程为:在由0.5 mol/L H2SO4、0.2 g/L NH4HF2和0.8 g/L Ce(SO4)·4H2O组成电解液(5°C)中以电压100 V阳极氧化1 h,再于三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的乙醇溶液中浸泡2 h,最后真空烘干1 h.通过扫描电镜(SEM)观察超疏水涂层的微观形貌,X射线光电子能谱仪(XPS)分析超疏水涂层表面的元素组成及其化学态,X射线衍射仪(XRD)分析超疏水涂层表面的物相组成,并考察了超疏水涂层的耐久性和耐蚀性.结果表明,TC4钛合金阳极氧化后能在其表面形成微纳级粗糙结构,其特征是凸起火山岩状结构上密集分布了许多直径100～200 nm的孔洞;再经超疏水修饰后,水接触角最高可达170°,滚动角小于2°.超疏水涂层表面含有O、F、Ti、C、N、Al等元素,其中F主要是以─CF3和金属氟化物的形式存在,而其物相成分主要是锐钛矿TiO2和少量的金红石TiO2.超疏水涂层对腐蚀介质有阻隔作用,使其不易与金属基底接触而引发腐蚀,从而提高了TC4钛合金的耐蚀性.在自来水和3.5％NaCl溶液浸泡试验以及紫外线照射试验的结果表明,该超疏水涂层具备一定的耐久性.     

AZ31镁合金阳极氧化膜的Na_2SnO_3封孔工艺

采用Na_2SnO_3溶液对AZ31镁合金阳极氧化膜进行封孔处理。研究了封孔温度对封孔效果的影响。结果表明:当封孔温度为80℃时,阳极氧化膜的耐蚀性较好。阳极氧化膜表面除了存在大量的SnO2,还有少量单质Sn存在。     

铝合金阳极氧化膜性能的研究

研究了2 024铝合金在硫酸溶液中经不同氧化电压阳极氧化处理后的表面形貌、组织结构、硬度和耐蚀性。结果表明:铝合金经不同氧化电压阳极氧化处理后,其表面上存在纳米级的孔洞;随着氧化电压的增大,孔径逐渐增大,膜厚增加;阳极氧化膜的硬度在氧化电压为20V时最大;氧化电压对阳极氧化膜耐蚀性的影响很大,在氧化电压为5V时,阳极氧化膜的耐蚀性最强,自腐蚀电位为-1.1V。     

汽车用6061铝合金柠檬酸阳极氧化工艺的研究

对汽车用6061铝合金进行柠檬酸阳极氧化处理。研究发现:铝合金的阳极氧化过程伴随氧化膜的生成和溶解。适当升高氧化温度,有利于增加氧化膜的厚度和硬度。但氧化温度过高,会使得氧化膜的溶解速率加快。铝合金阳极氧化膜呈现典型的多孔结构。40℃下制备的氧化膜表面平整,具有优良的耐蚀性。当氧化温度高于40℃时,氧化膜表面的孔径增大,表面疏松,耐蚀性下降。     

汽车用铝合金阳极氧化及钵转化膜封闭技术

采用阳极氧化和钵转化膜封闭技术提高汽车用2036铝合金的耐蚀性。研究发现:铝合金阳极氧化膜由外部的多孔层和内部的阻挡层构成,多孔层孔径均匀,约为30 nm0经过阳极氧化处理后,铝合金的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度下降,耐蚀性提高。经过钵转化膜封闭处理后,大量钵的氢氧化物覆盖阳极氧化膜表面,进一步提高了铝合金的耐蚀性。     

汽车用铝合金阳极氧化及铈转化膜封闭技术

采用阳极氧化和铈转化膜封闭技术提高汽车用2036铝合金的耐蚀性。研究发现:铝合金阳极氧化膜由外部的多孔层和内部的阻挡层构成,多孔层孔径均匀,约为30 nm。经过阳极氧化处理后,铝合金的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度下降,耐蚀性提高。经过铈转化膜封闭处理后,大量铈的氢氧化物覆盖阳极氧化膜表面,进一步提高了铝合金的耐蚀性。     

汽车用2024铝合金阳极氧化膜性能的研究

对汽车用2024铝合金板材进行酒石酸阳极氧化处理,并研究了阳极氧化对铝合金的成分、结构、表面形貌及耐蚀性的影响。研究发现,铝合金阳极氧化膜是由表面多孔层和内部无孔层构成的。铝合金阳极氧化过程是一个氧化铝生成和溶解的动态过程。阳极氧化膜由刚玉结构的α-Al_2O_3和八面结构的γ-Al_2O_3构成,α相和γ相大大提高了阳极氧化膜的硬度和耐蚀性。阳极氧化膜为典型的多孔结构,孔洞分布均匀,孔径为50nm左右。     

具有装饰性的超疏水铝合金表面电化学制备方法及性能研究

目前在铝合金表面构建超疏水膜层研究关注点更多在于其耐腐蚀和防污性能，关于可装饰性方面关注较少。本文通过微弧氧化工艺在铝合金表面构建微纳结构，结合防指纹液修饰表面，得到具有较好疏水性的膜层；其中电解液p H值为5，氧化电压480 V，氧化时间40 min的条件下，膜层表面水滴角可达163°(>150°，为超疏水膜)，表面颜色L值可达90以上，因此不仅具有很好的超疏水性，且具有良好的白色装饰效果。     

铝合金阳极氧化膜的封闭方法

铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的硬度、耐蚀性、耐磨性等,但是未经过封闭处理的阳极氧化膜的铝合金使用寿命不长,封闭的目的是提高耐磨性、耐蚀性、表面抗污染能力等,是十分重要的技术环节.概述了铝合金阳极氧化膜的一些常规封闭方法和新型封闭方法.     

汽车用铝合金阳极氧化及双重封闭工艺的研究

对汽车用2024铝合金进行了硫酸阳极氧化处理,并使用硫酸镍结合铬酸钾的双重封闭技术对阳极氧化膜进行了封闭处理。结果表明:在2024铝合金表面制备的阳极氧化膜属于典型的多孔膜。经过硫酸镍一次封闭处理后,大量镍的氢氧化物填充于膜孔内,有效地降低了阳极氧化膜的自腐蚀电流密度。经过铬酸钾二次封闭处理后,铬酸镍进一步覆盖在膜孔表面,大大提高了阳极氧化膜的均匀性和致密性。经过双重封闭处理后,阳极氧化膜的阻抗明显增大,耐蚀性大大提高。