铝合金表面微纳结构的制备及性能研究

通过线切割在铝合金基体表面构筑出方柱形微纳结构,研究了该微纳结构经氟硅烷低表面能处理后的润湿及抗海水腐蚀特性。结果表明,制备表面获得了优异的超疏水特性,其水滴接触角为163.5°,滚动角2.7°。通过电化学测试进一步表明用线切割在铝合金表面构筑的微纳结构及超疏水膜层结构有效抑制了基体电化学腐蚀所必需的阴极和阳极反应,同时阻断了腐蚀介质与基体的接触,最终达到铝合金板表面腐蚀防护的目的,对拓宽铝合金材料的工程应用具有深远的意义。     

非晶硅薄膜表面微纳结构制备及抗反射性能研究

为了对非晶硅薄膜表面改性,使其具有更好的抗反射性,将采用激光干涉光刻的方法,在非晶硅薄膜表面制备具有抗反射性能的微纳结构。首先搭建三光束激光干涉系统,使用波长为1064nm的Nd：YAG激光光源,使其在空间分布上接近旋转对称的三束光,对非晶硅薄膜进行干涉实验,然后用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对激光刻蚀后的非晶硅薄膜表面结构特征参数进行检测,并使用反射率测量仪对改性后的非晶硅薄膜表面反射率进行测量,分析各参数对抗反射性能的影响。实验结果表明,随着能量逐步增加,光强分布周期没有发生改变,孔的直径、孔与孔之间的距离以及结构深度逐渐发生改变且呈线性分布,而非晶硅表面反射率逐步降低,最低达到10%。     

微机械三维结构几何尺寸的图像测量

针对微机械三维几何尺寸测量问题,提出了基于CCD光测量技术的图像测量方法,并结合硅微悬臂梁深度和平面尺寸进行了实验研究,其结果可适用类似的三维结构测量。     

沉积电流对微纳结构Fe-Al涂层表面润湿性的影响

Fe-Al金属间化合物因优异的物化特性而具有广阔的应用前景,研究制备工艺参数对Fe-Al涂层表面润湿性的影响规律有利于调控涂层表面润湿性能。文章采用电火花沉积涂层技术在低碳钢表面制备了微纳结构Fe-Al涂层,在沉积制备Fe-Al涂层实验中,调控沉积电流为8,10,12,14,16 A,研究了工艺参数分别对涂层表面微纳结构形貌的影响规律以及对涂层表面润湿性的影响。微纳结构Fe-Al涂层试样分别采用扫描电镜和能谱仪进行了形貌和成分分析,结果显示涂层微纳结构具有典型的电火花加工形貌特征,涂层的相组成主要为Fe₃Al、Fe₇C₃和AlFe₃C_0.5相;而表面接触角测试结果显示涂层表面呈现疏水性,表面接触角随着沉积电流的增大先快速增大,随后接触角增幅减小,表明通过提高沉积电流增强涂层表面疏水性能的作用在小电流时显著,而在大电流条件下该强化作用效果较小。     

激光干涉微纳双重结构调制周期的提取

为了制备质量更高的微纳双重结构,采用激光干涉光刻技术,分别搭建三光束、四光束和六光束光路进行光干涉,对干涉结果进行图像采集的实验。采用图像处理的方法对采集的图像进行处理,提取了微纳双重结构的调制周期,并与理论周期值进行比较,验证方法的可行性,为后续提取微纳双重结构的其它特征参数奠定了基础。     

聚丙烯中空纤维膜表面微纳结构构建及其在膜蒸馏中的应用

为了提高聚丙烯中空纤维膜的膜蒸馏分离性能,采用溶胶凝胶法制备不同粒径的单分散二氧化硅(SiO₂)微球,使用无氟硅烷偶联剂十八烷基三氯硅烷(OTS)对SiO₂微球进行接枝改性,利用相转化技术将改性后的超疏水SiO₂颗粒涂覆到聚丙烯中空纤维膜表面对其表征,并进行膜蒸馏实验。结果表明：改性后,不同粒径的超疏水SiO₂微球均匀地分散在聚丙烯中空纤维膜表面,形成了粗糙的多孔微纳结构,表面粗糙度明显升高,接触角达到165°以上,具有极好的超疏水性;将其应用到膜蒸馏(MD)技术中进行高浓度盐水的海水淡化实验,改性后的聚丙烯中空纤维膜截留率高达99.99%,通量较原膜提高1倍;在连续脱盐80 h后,通量才有所下降,截留率的变化仍不明显。     

飞秒激光制备航空用铝靶材表面润湿功能微纳结构的研究

近年来,飞行器润湿功能外壳防冰技术以其不消耗能源、几乎不增加额外体积和质量等优点备受世界各国科学家及工程师的关注.铝合金材料一直广泛的应用于民用飞行器,特别是飞机外壳和骨架,然而原有外壳材料表面润湿特性表现中庸.通过飞秒激光微纳结构制备技术,可以有效改变其表面的润湿特性.利用飞秒激光在不同实验条件下,制备了两种典型的微纳复合结构,实验结果表明,柱型微纳结构以独特的双尺寸复合结构所提供的空气气模实现了表面超疏水特性.而沟槽型微纳结构以开放腔毛细管效应为原动力,使其展现了超亲水特性,并具备定向输水功能.这些润湿功能的实现对航空飞行器防冰技术的发展有着重要的应用意义.     

载抗菌肽与海藻酸盐的微纳结构钛的制备（研究生论坛）

为了获得同时具有良好骨相容性与抗感染能力的钛植入材料,通过酸蚀与阳极氧化技术构了建具有微孔/纳米管结构的钛底材,并使用层层组装的方式于其上装载牛乳铁蛋白肽与藻酸钠。对材料使用扫描电镜、X射线光电子能谱分析、接触角测试进行表征,并使用紫外分光光度计检测载药量。通过仿生矿化实验,分析了材料的生物矿化能力。实验结果表明,在较大电压下制得的具有较大管径纳米管结构的样品能装载更多药物。各组材料均具有良好的亲水性。同时载药样品具有促进生物矿化的性能。     

面向半导体器件的电化学微纳制造技术

由于电化学加工技术没有工具磨损,没有残余应力,没有表面和表面损伤以及热效应,因此它在先进生产领域中具有不可或缺的作用。面对集成电路,微纳机电系统和微纳器件等新兴产业的基本需求,电化学微纳加工技术应运而生,针对“微纳米尺度空间区域电化学反应”的关键科学问题,本文将在基于对电化学微纳加工技术的介绍上,具体讲述约束刻蚀剂层技...     

基于微纳传感器的复合材料单搭接结构循环载荷的监测

为研究玻璃纤维复合材料单搭接结构搭接区域的应力情况以及搭接件不同位置残余应力情况,使用多壁碳纳米管(MWCNT)薄膜和类石墨烯/油墨(MXene/ink)两种微纳传感器实现对单向玻璃纤维复合材料单搭接结构在3、4.5和6 kN 3种不同循环载荷和0.1、1 mm/min2种加载速率下加载情况的实时监测.结果表明,在循环...     

微/纳米ZnO绒球的制备及对混合污水的光降解

以自制的谷氨酸-氟硼酸(GluBF4)离子液体水溶液为反应介质,以物质的量比为1∶6的二水合醋酸锌[Zn(Ac)2·2H2O]和NaOH为原料,室温(25℃,20min)制备前驱体,再微波辅助加热(80℃,10min)制备了纳米氧化锌粉体,获得了纳米结构微米尺寸ZnO绒球。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、能谱(EDS)等对产物进行了表征。结果表明,所得产物为六方晶系纤锌矿结构,粉体粒径20.4nm,绒球比表面积为27.6m2/g。该纳米材料具有较高的光催化降解有机污染物活性。以紫外光为光源,50 mg微/纳米ZnO绒球为光降解催化剂,取500mL北京雪莲羊绒股份有限公司排污口混合印染污水进行光降解实验,在30min内光降解效率达到了100%,催化剂可回收重复利用,并对光降解机理进行了初步分析。