锡青铜表面超疏水薄膜的制备及其水润滑减摩性能

为了改善锡青铜在水润滑条件下的摩擦性能,在其表面以1％氟硅烷乙醇溶液制备了超疏水薄膜.通过扫描电镜(SEM)观察了超疏水薄膜的表面形貌,测量了其接触角;在CETRUMT-2球-盘摩擦磨损试验机上考察了超疏水薄膜水润滑下的减摩性能.结果表明:锡青铜表面刻蚀并成膜后形成了粗糙的微纳复合结构,刻蚀40 min表面接触角可达151.1°,具备超疏水性能;超疏水薄膜在水润滑下具有较低的摩擦系数,可有效降低摩擦副的磨损.     

金属锌表面超疏水薄膜的制备及其摩擦学性能

通过简单两步法在金属锌表面构筑超疏水薄膜, 锌片首先经N,N-二甲基甲酰胺(DMF)处理在表面构筑微纳结构薄膜, 然后在表面覆盖硬脂酸薄膜以实现超疏水. 采用扫描电子显微镜, 傅里叶红外光谱仪和接触角测量仪等手段表征了超疏水表面的形成机制和表面形貌, 并利用微纳米摩擦磨损试验机研究了超疏水薄膜的减摩耐磨特性. 研究结果发现, 在锌表面形成了一层纳米棒状结构的超疏水薄膜, 水的接触角可达155^o. 超疏水薄膜具有明显的减摩和耐磨特性, 这可归因于DMF处理导致的表面微织构化效应以及脂肪酸自组装薄膜的纳米润滑效应.     

基于多孔氧化铝腐蚀的表面结构制备及其疏水性能研究

先采用阳极氧化法在铝基板上制备了多孔氧化铝(AAO)膜,并以铝基AAO膜作为前驱物,采用化学腐蚀溶液分别制备出了具有纳米结构、微米结构和微纳复合结构表面的薄膜材料结构。利用扫描电子显微镜、荧光分光光度计和电子能量色散谱仪等测试手段分析了薄膜材料表面结构,并在薄膜表面涂覆低表面能物质氟硅烷薄膜研究这些表面结构的疏水性能。研究结果表明:通过控制化学腐蚀时间可以在铝基AAO膜表面分别获取纳米结构、微纳复合结构和微米结构;与未腐蚀的AAO膜表面相比,三种表面结构都有效提高了疏水薄膜表面的疏水性能;在NaOH溶液腐蚀16 min条件下,表面呈现微纳复合结构,具有超疏水性能,水的接触角达到155°。     

超疏水铝表面的一步法电化学制备及其耐蚀性能研究

金属材料的表面超疏水改性可以显著改善其耐腐蚀性能.为了制备超疏水铝合金表面,结合化学刻蚀与电化学氧化技术,采用一步法在铝表面构筑超疏水结构,研究了其中盐酸含量和氧化时间对铝电极表面结构和性能的影响.采用接触角测试仪表征了铝表面的疏水性能,利用扫描电镜和能谱仪分析了铝表面的微观形貌和化学组成.采用电化学阻抗谱和电化学噪声技术评价了改性铝电极在3.5％NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明:当盐酸浓度为0.015 mol/L,电压为2 V,氧化时间为20 min时,可在纯铝上制备得到接触角为155.8°、滚动角为3.1°的超疏水表面.电化学阻抗测试结果表明,电荷转移电阻由121 Ω·cm2增大至1 941 Ω·cm2,超疏水铝表面的保护效率高达93.8％.电化学噪声测试表明,铝电极表面的超疏水改性能够显著地减弱其在3.5％NaCl溶液中的局部腐蚀强度.     

溶胶–凝胶法制备超疏水性薄膜摩擦学性能的研究

采用溶胶–凝胶技术在铝表面涂覆氧化铝薄膜,再利用长链脂肪酸对氧化铝薄膜进行疏水改性,在金属铝表面构筑了具有较强减摩性能的超疏水薄膜。研究了沸水及水合肼溶液处理对氧化铝薄膜表面微纳织构的影响;探讨了脂肪酸分子结构对薄膜静态和动态润湿性的影响,利用球盘式微纳米摩擦磨损试验机评价了薄膜的摩擦学性能。结果显示,水合肼溶液处理后的氧化铝薄膜经硬脂酸改性后不仅表现出超疏水性能,而且具有较强的减摩性能。     

用水热法制备超疏水性ZnO纳米棒薄膜

采用简单的水热法制备了超疏水性ZnO纳米棒薄膜,在用磁控溅射在Si(111)衬底上生长一层ZnO籽晶层的基础上,利用水热法制备了空间取向一致的ZnO纳米棒阵列,经修饰后由亲水性转变为超疏水性.用扫描电子显微镜、X射线衍射对样品表面和结构特征进行了表征,用接触角测量仪测出水滴在ZnO纳米棒薄膜表面的接触角为(160±1)°,滚动角为5°.     

ZnO/E-51复合涂料上超疏水表面的制备

采用ZnO和环氧树脂机械搅拌制备ZnO/E-51复合涂料,通过真空袋压、室温固化成型,再通过化学刻蚀与表面修饰,在ZnO/E-51复合涂料上制备出超疏水表面。采用扫描电镜和动/静态接触角分析仪,表征表面的形貌和疏水性。结果表明化学刻蚀在复合涂料表面构建了具有微-纳米尺度二元粗糙结构;采用1%(质量分数)的硬脂酸修饰,可改变复合涂料表面微-纳米尺度二元粗糙结构,影响表面的疏水性能,当修饰时间为30min时,其表面与水的平均接触角最高达152.21°。     

铝基表面超疏水材料的制备工艺、效果及耐蚀性

超疏水表面在自清洁材料、腐蚀防护及微流体运输等领域有着广阔的应用前景,目前对金属超疏水表面的研究较少,且制备方法较复杂,不能大面积制备。分别采用喷砂、阳极氧化、喷砂-阳极氧化等方法在铝基体表面构造粗糙结构并对其进行修饰,制备了超疏水表面,通过SEM、接触角及滚动角测定、腐蚀速率测定等分析了超疏水表面的微观形貌、疏水性能和耐海水腐蚀性能。结果表明:喷砂-阳极氧化法制备的铝金属表面具有微米-纳米二级结构,经氟化处理后,与水的接触角达158°,滚动角为1.5°,疏水性能良好;超疏水表面材料的腐蚀速率比铝材低1个数量级。     

硅藻土/TiO2基超疏水涂层的制备及应用研究

以硅藻土和TiO₂为微纳米结构的构筑物，以聚二甲基硅氧烷为低表面能改性剂，采用喷涂法在多种基底表面制备超疏水涂层材料。该涂层具有优异的超疏水性能，水静态接触角高达161°,表面自清洁性能优异，且耐热温度可高达350℃。该超疏水涂层材料在纺织品自清洁、医用防水及工业防腐等领域具有一定的应用前景。     

镁合金超疏水环氧复合涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

传统的超疏水表面的制备过程比较复杂,机械稳定性差,这严重制约了超疏水表面的实际应用。采用“黏合剂+纳米粒子”的方法,在镁合金表面制备一种无氟、持久稳定的超疏水环氧复合涂层。接触角测试结果表明,复合涂层的接触角最高可达160.2°,且在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡30天后,接触角仍然高达103°;EIS结果表明,在5个加速老化循环周期后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)仍高于10^(9)Ω·cm^(2),展现出优异的耐盐雾性能和耐蚀性能;摩擦磨损实验结果显示,在19.6 N的载荷下机械摩擦8 h后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)高达1.84×10^(9)Ω·cm^(2)。通过“空气垫”的屏障作用,复合涂层能够为镁合金提供高效且持久的腐蚀防护,“黏合剂+纳米粒子”策略为超疏水涂层的制备提供了新的思路。     

超疏水仿生水泥混凝土路面防覆冰技术及效能评价

通过微纳米路表构建与超疏水材料涂覆技术相结合,制备了超疏水仿生水泥混凝土路面模型试件;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结其制备工艺;采用自行设计的"冰-路"附着强度测试装置进行防覆冰性能测试,同时开展接触角测量试验、路面表面能计算及耐久性试验,综合评价超疏水仿生水泥混凝土路面的疏水、防冰效能。结果表明:超疏水水泥混凝土试件表面冰的残留率为29.9%,是普通试件的1/3左右,间接反映了超疏水路面具有较好的疏冰性能;与普通试件的接触角0°相比,超疏水水泥混凝土试件的接触角为153.5°,达到超疏水状态;表面能计算表明超疏水材料的作用降低了路面表面能,仅为普通水泥路面的3.4%,进一步验证了超疏水水泥混凝土路面可显著降低"冰-路"附着强度;通过模拟轮胎与路面的摩擦作用,接触角依然在90°以上,表明超疏水路面耐久性良好。     

Research on super-hydrophobic surface of biodegradable magnesium alloys used for vascular stents

Micro-nanometer scale structure of nubby clusters overlay was constructed on the surface of an AZ31 magnesium alloy by a wet chemical method. The super-hydrophobicity was achieved with a water contact angle of 142° and a sliding angle of about 5°. The microstructure and composition of the super-hydrophobic surface were characterized by SEM and FTIR. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used to evaluate the corrosion behavior, and the hemocompatibility of the super-hydrophobic surface was investigated by means of hemolytic and platelet adhesion tests. Results showed that the super-hydrophobic treatment could improve the corrosion resistance of magnesium alloys in PBS and inhibit blood platelet adhesion on the surface, which implied excellent hemocompatibility with controlled degradation.     

液晶聚芳酰胺自组装膜的摩擦学性能

研究了液晶聚芳酰胺在表面羟基化载玻片上的自组装行为及液晶聚合物薄膜的摩擦磨损性能。结果表明．自组装液晶聚芳酰胺薄膜修饰的基底在低载荷下与Si3N4陶瓷球对磨时的摩擦系数非常低和稳定，耐磨寿命较其它聚酰胺类固体润滑膜更长。因此，自组装液晶聚芳酰胺超薄膜可以作为低载荷下硅基材料的减摩抗磨防护层。     

Fabrication of biomimetic super-hydrophobic surface on aluminum alloy

Inspired by microstructure characteristics of surfaces of typical plant leaves such as petal of red rose, the biomimetic super-hydrophobic surface of aluminum alloy has been successfully fabricated by laser processing and surface modification by DTS (CH₃(CH₂)₁₁Si(OCH₃)₃). The morphological features, chemical composition, and super-hydrophobicity of resultant surfaces were characterized by scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and water contact angle measurements. The super-hydrophobic surface exhibited a microstructure consisting of myriad micro-scale crater-like pits. It is found that the super-hydrophobicity is synchronously governed by both the surface chemical composition and geometrical microstructure structures. The highest water contact angle of resultant surface reaches as high as 161.0°. Moreover, corrosion resistance property of these prepared films against NaCl solution is elucidated using electrochemical measurements; it is found that the corrosion resistance of aluminum alloy is also considerably improved.     

溶液浓度和非溶剂比例对PVC膜形貌和疏水性能的影响

目的 研究溶液质量分数和非溶剂体积分数对PVC薄膜表面形貌和疏水性能的影响,以获得具有超疏水表面的PVC薄膜。方法 以四氢呋喃为良溶剂、乙醇为非溶剂,利用非溶剂诱导相分离的原理,采用旋涂法在玻璃基底上制备超疏水的聚氯乙烯（PVC）涂膜;通过对PVC样品的疏水性、表面形貌、结晶性能和热性能进行分析,探究溶液质量分数以及非溶剂的体积分数对PVC样品性能的影响。结果扫描电镜和接触角测试表明,添加一定体积分数的乙醇使得所制备的PVC样品形成了多孔膜层以及纳米级聚合物球粒,从而提高了PVC样品的疏水性。XRD测试结果表明,添加乙醇并不会改变PVC样品的无定形结构。结论 PVC溶液质量分数对所制备PVC样品的疏水性能和表面结构没有明显影响,乙醇体积分数为30%～40%时,可形成表面水接触角大于150°的超疏水表面。     

Surface and photocatalytic properties of ZnO thin film prepared by sol-gel method

ZnO films were prepared on glass substrates by a sol-gel dip-coating technique. The films showed a polycrystalline phase without any preferable orientation. By decreasing the withdrawal speed, the surface of the ZnO films became denser because of a decrease in particle sizes. This reduces the distance between the supported solids under the water droplet that could increase the degree of the pinning effects, and leads to increase the water contact angle. Furthermore, these prepared ZnO films showed photocatalytic properties indicating by photocatalytic degradation of methylene blue under a blacklight illumination. By increasing the calcination temperature, the water contact angle value decreases due to the grain coalescence which increases the gap between these supported solids. On the other hand, this enhances the photocatalytic activity caused by the improving of the crystallinity and the surface roughness of ZnO thin films with an increase in calcination temperature.     

润湿性对铝合金涂层耐蚀及防污性能的影响

以机械打磨法和硫酸阳极氧化法对铝合金表面进行粗糙化处理,形成具有不同粗糙度的表面,并涂覆硬脂酸涂层材料,获得不同表面润湿性的样品,以研究表面润湿性的变化对试样耐蚀性能及防污性能的影响。结果表明:铝合金表面粗糙度增大时,其表面接触角也随之增大,相应其润湿性降低,这有利于提高铝合金的耐弱酸、弱碱及盐溶液腐蚀性能和耐粉尘污染性能;当接触角大于150°时,其表面润湿性达到最低,实现超疏水性能,铝合金具有较好的耐腐蚀性能,但失重法测试表明,在强酸或强碱环境中,铝合金的耐腐蚀性能不佳;当接触角大于150°时,铝合金表面的防污性能得到较大提高。     

复合纳米涂层配方的研究

为了制备超疏水性纳米有机涂层,以机械共混的方法,将一种新型纳米SiO2颗粒加入到了一种溶剂型光油中。为了进一步提高涂层的疏水性以及解决纳米粒子带来的问题,在体系中加入了异丙醇、三乙酸甘油酯以及硅油。结果表明:通过调整各组分的比例,水滴在涂层表面的接触角能够达到160°,实现了超疏水。     

Influence of substrate temperature on ultraviolet emission of ZnO films prepared by ultrasonic spray pyrolysis

ZnO films were deposited on MgO substrates (ZnO/MgO) by ultrasonic spray pyrolysis. Substrate temperature varied from 200 to 350°C. The crystallographic properties and surface morphologies of the ZnO/MgO films were studied by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The properties of photoluminescence (PL) for the films were investigated by dependence of PL spectra on the substrate temperature and the ambient temperature. Ultraviolet (UV) emission peak (3.37 eV) was dominantly detected at 18 K, which sustained at 300 K with a reduced value of the peak energy. The ZnO/MgO films prepared at 350°C showed the strongest UV emission peak at 18 and 300 K among the films in this study.     

铝化学机械抛光中1,2,4-三唑和苯并三氮唑的缓蚀机制

揭示铝低压力化学机械抛光(CMP)中的弱缓蚀机制是铝CMP研究的关键问题。采用CMP试验,研究了1,2,4-三唑(TAZ)和苯并三氮唑(BTA)对铝表面去除率的影响规律;通过接触角和表面原子力显微镜(AFM)试验,分析了TAZ和BTA薄膜在铝表面的亲水性能,发现由TAZ作用形成的缓蚀薄膜比由BTA形成的缓蚀薄膜更厚,更易渗透与去除。结合摩擦磨损试验和Arrhenius公式,探讨了TAZ和BTA在CMP过程中对铝表面化学反应活化能的影响。结果显示:TAZ的活化能小于BTA,更容易形成弱缓蚀薄膜,机械促进化学作用的效果更明显。