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.     

铝合金超疏水转化膜的制备与性能

通过超声辅助FeCl3/HCl混合溶液化学刻蚀、高锰酸钾钝化和超声沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(PFCPS),在AA6061铝合金表面构建一层超疏水转化膜。采用场发射扫描电镜、接触角测试及红外光谱分别表征该超疏水转化膜的微观形貌、疏水性能和化学成分。结果表明:铝合金经超疏水处理后,不仅其水接触角可达到153°,且具有较好的自清洁性、抗酸碱侵蚀能力、耐摩擦能力和抗腐蚀能力。相较于传统的静置法,超声制备的超疏水铝合金表面不仅可改善PFCPS在Al基体表面自组装的均匀程度,而且提高其与铝合金基体的结合力,形成具有良好防护性能的超疏水保护层。     

实验条件对SiO2-MTES-CTAB纳米疏水薄膜的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶技术,通过两步酸法控制实验条件引入有机硅烷甲基三乙氧基硅烷(MTES)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨(CTAB),制备了疏水型SiO2前驱体溶胶.以旋涂法成膜出SiO2-MTES-CTAB纳米疏水薄膜,研究了正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷不同的混合比以及不同的热处理温度等对纳米疏水薄膜的影响,并且分析了纳米疏水薄膜的表面形态.研究表明,利用有机基团甲基三乙氧基硅烷改性SiO2溶胶和薄膜的热处理温度对制备的SiO2基纳米疏水薄膜的性能以及表面形态都具有非常重要的影响.     

钢铁表面超疏水膜的制备与表征

采用水热法结合氟硅烷修饰直接在钢铁表面制备超疏水膜。疏水膜的疏水性与钢铁基底的微纳米结构有重要关系。结果表明,以乙二胺为溶剂,经140℃水热反应4h和160℃水热反应5h,可以在钢铁表面制得具有次级网状结构的正八面体、花状等微纳米精细结构,再经氟硅烷修饰后表现出良好的超疏水性,与水滴的接触角分别达到156.49和165.31°。XRD的分析结果表明,该微纳米结构的主要成分是Fe3O4,它的形成一方面提供了制备超疏水表面所必须的微纳米精细结构,另一方面又为与氟硅烷发生反应生成牢固的薄膜创造了条件。电化学分析结果表明,超疏水膜层的存在显著降低了钢铁基底的腐蚀倾向。     

铜表面的纳米结构制备及其浸润性研究

通过水热法在铜表面成功制备了一层具有纳米机构的超亲水薄膜,其表面的接触角可达到6°。随后用氟硅烷对其表面进行修饰,使表面由超亲水变成了超疏水,接触角达到了156°,滚动角小于10°。用扫描电镜、接触角测量仪、X射线衍射仪等技术对超疏水表面进行了表征和分析。X射线衍射分析表明,铜表面的片状结构为氧化铜。扫描电镜对铜表面形貌观察显示,温度、反应时间对表面的形貌影响比较大。片状结构之间的空隙和低表面的修饰是导致超疏水性能的主要原因。将铜超疏水表面放在不同高度的水底一段时间,取出后对其接触角进行测量,结果发现超疏水性能消失,接触角变小。     

激光微织构与自组装对铝合金表面润湿性的影响

利用激光加工在铝合金表面进行微织构,通过自组装工艺在微织构表面修饰有机硅烷分子膜,制备得到具有疏水/超疏水性表面。利用扫描电镜、三维形貌仪、接触角测量仪对微织构表面微观形貌和润湿性进行表征。结果表明:激光微织构具有的微米级粗糙结构与自组装分子膜的共同作用对超疏水表面的构建具有重要作用;接触角随激光微织构加工间距(50~100μm)的减小而增大,且与微织构的形貌类型相关。漂浮承载实验表明,超疏水表面符合Cassie-Baxter状态模型,且可有效提高平台的漂浮承载能力。     

铝合金表面超疏水涂层的火焰喷雾热解法制备及其耐蚀性能

采用火焰喷雾热解与表面修饰相结合的方法在铝合金表面制备了具有一定耐蚀性能的超疏水表面。以六甲基二硅氧烷溶液为前驱液,通过火焰喷雾热解方法,首先在铝合金表面沉积SiO2纳米颗粒构建粗糙结构,再以氟硅烷溶液进行表面修饰,获得了具有154.9°静态接触角,滚动角<2°的超疏水表面。通过电化学测试,对比了构筑超疏水表面前后的铝合金样品的耐蚀性能。结果表明沉积层与低表面能物质协同作用,通过对腐蚀性离子的有效隔离,提高了铝合金基体的耐蚀性能。     

铝合金超疏水表面的制备和包装应用探讨

通过铝合金与铜盐溶液发生置换反应,再采用低表面能的硬脂酸进行修饰,使铝合金表面具有了超疏水性能。用扫描电镜(SEM)对置换后的铝合金表面进行了表征,结果表明,置换后的表面具有微纳米结构,该结构对超疏水性能的产生起关键作用。同时,研究了置换时间及铜盐溶液配比对铝合金表面疏水效果的影响。通过该置换法可制备出超疏水效果较好的铝合金表面,接触角可达到161.9°,滚动角为4°,该表面在包装领域具有广泛的应用前景。     

玻璃表面超疏水性薄膜制备

采用溶胶-凝胶法,以三甲基氯硅烷、氢氟硅酸和水为先驱体,在玻璃基片上用提拉法制备出一种含有-CF3强疏水性基团的氟硅烷薄膜.通过红外光谱和扫描电镜对薄膜结构和表面形貌进行了表征和观察.并用接触角测定仪三甲基氯硅烷和氢氟硅酸在不同摩尔配比下薄膜疏水性能.结果表明该薄膜具有高度交联的不规则球状表面结构.当三甲基氯硅烷和氢氟硅酸的摩尔比为2.5:1时,薄膜具有超疏水性,对水滴的表面接触角可达156°.     

层层自组装SiO_2/木材复合材料的超疏水性及其形成机制

通过层层自组装技术制备纳米SiO_2薄膜,利用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)作为疏水改性剂制备出了超疏水木材。EDXA、FT-IR、XRD、SEM分析证实经过层层自组装处理后,木材表面生长出了纳米SiO2薄膜,后续修饰处理的POTS试剂后与纳米SiO_2通过化学键结合生长于木材表面。接触角测试显示,当木材表面自组装5层后,制备的木材具有超疏水性能,接触角高达161°。TG分析表明超疏水木材具有较好的热稳定性。超疏水木材表面的形成机制可以归纳为层层自组装的纳米SiO_2薄膜在木材表面构建了微纳米级粗糙结构,并经后续低表面能物质POTS的修饰处理使得木材表面由亲水转变为超疏水。     

6061铝合金硅烷-氟钛酸盐复合膜的最佳制备工艺及耐蚀性

为了增强6061铝合金基体的耐蚀性,以盐雾试验后试样腐蚀面积作为评价指标,采用正交试验优选出以钛盐和H2O2为促进剂的铝合金氟钛酸盐协同硅烷复合膜的最佳制备工艺条件:钛盐5 g/L,氟化钠6 g/L,H2O210 m L/L,pH值为4,常温下浸涂60 min。在该工艺条件下制备出的复合膜具有较好的耐蚀性。通过极化曲线、中性盐雾试验分析比较了硅烷-氟钛酸盐复合膜和单一硅烷膜的耐蚀性能,并通过扫描电镜观察了膜层的表面形貌。结果表明:硅烷-氟钛酸盐复合膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率,对铝合金基体有较好的保护作用。     

Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜的成膜过程及其耐腐蚀性能研究

为了提高钢材表面硅烷膜的耐腐蚀性,在硅烷液中加入Na_2ZrF_6,在40Cr钢表面制备了掺杂Na_2ZrF_6的硅烷膜。采用电化学法和失重法分析了Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜的耐蚀性,采用光学显微镜和扫描电镜观察掺杂硅烷膜的形貌,采用傅立叶红外光谱仪分析了Na_2ZrF_6掺杂硅烷液的特征峰,采用X射线光电子能谱仪分析了掺杂硅烷膜的元素价态及结合能;研究了Na_2ZrF_6掺杂对硅烷成膜性及耐蚀性能的影响。结果表明:硅烷液中Na_2ZrF_6的添加量为0.001 mol/L时,40Cr钢表面的掺杂硅烷膜性能最好;Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜表面致密,其表面存在一些微小球状颗粒,且存在掺杂的Zr元素;掺杂硅烷膜能够有效提高40Cr钢的耐腐蚀性;掺杂硅烷膜以表面的Zr元素形成的化合物来阻碍阳极活性区溶解,提高了40Cr钢的耐蚀性。     

6061铝合金表面硅烷-镧盐复合转化膜的耐蚀性能和结合力

目前国内对稀土硝酸镧改性硅烷膜的耐蚀性少见研究报道。采用极化曲线、硫酸铜点滴试验方法,研究了硝酸镧对6061铝合金表面γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-550)硅烷膜耐蚀性能的影响;通过全浸腐蚀试验进一步研究复合膜、空白试样、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-550硅烷基础溶液中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性和结合力;所得复合膜层均匀、致密。同时初步探讨了复合膜的耐蚀机理。     

硝酸镧掺杂对6061铝合金表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为改善铝及铝合金的表面防腐蚀性能,在γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)基础溶液中添加不同含量的硝酸镧,在6061铝合金表面制备不同硝酸镧浓度掺杂的硅烷-镧盐复合膜;采用极化曲线、硫酸铜点滴、腐蚀失重率试验等方法分析膜层性能,并得出了镧盐最佳用量。对比分析了最佳镧盐用量下复合膜、硅烷膜和稀土转化膜的耐蚀性能。结果表明:在KH-560硅烷膜制备过程中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性,添加15 g/L硝酸镧时,形成的复合膜层致密且没有裂纹,耐蚀性最好;与单一的硅烷、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

6061铝合金表面硅烷-镧盐杂化膜制备工艺参数的正交优化

为探索硅烷-稀土盐复合膜的最佳制备工艺,以La(NO_3)_3·6H_2O为成膜物质,H_2O_2为促进剂,在铝合金表面制备硅烷-镧盐杂化膜,以膜层的极化电阻作为评价指标,采用正交试验法对制备工艺进行优选,采用电化学极化曲线和交流阻抗谱分析膜层的耐腐蚀性能,采用扫描电镜观察膜层的形貌,并与单一硅烷膜和镧盐膜的性能进行比较。结果表明:杂化膜的最佳制备工艺中镧盐沉积条件为10 g/L La(NO_3)_3·6H_2O,15 mL/L H_2O_2,成膜温度50℃,成膜时间40 min;镧盐掺杂有效提高了膜层的均匀度与致密度;杂化膜较单一硅烷膜和镧盐膜具有更好的致密性和疏水性,且能明显发挥镧盐膜和硅烷膜的协同作用,可有效降低6061铝合金的腐蚀速率,提高其耐蚀性。     

黄铜表面复合纳米硅烷膜的制备及其耐蚀性能

目前对黄铜表面处理时采用复合纳米硅烷膜技术的研究报道不多。在黄铜表面采用浸涂技术制备γ-巯丙基三甲氧基硅烷膜,运用电化学方法研究复合纳米硅烷膜在3.50%氯化钠溶液中的耐蚀性,并用SEM表征复合纳米硅烷膜黄铜腐蚀前后的形貌。结果表明:添加纳米材料复合纳米硅烷膜的黄铜在3.50%的氯化钠溶液中具有很强的耐蚀性,其自腐蚀电流密度下降至3.576×10~(-9)A/cm~2,自腐蚀电位正移。添加纳米材料的复合纳米硅烷膜在腐蚀前后的形貌基本不变,耐蚀性明显优于未添加纳米材料的纯硅烷膜。     

金属表面硅烷复合化处理的研究进展及发展趋势

金属表面硅烷化处理技术具有绿色环保、步骤简单、能耗小等优点,形成的硅烷膜缺陷少、结合力强、耐蚀性能好,具有与铬钝化膜相当的抗腐蚀性。但是单一的硅烷膜一旦受到机械损伤,就会失去对金属基体应有的保护。主要从稀土、钼酸盐、氟钛(锆)酸盐等方面介绍了目前国内外常用的金属表面硅烷化处理的改性方法,重点介绍了不同金属稀土对硅烷化处理技术的改性研究,并对稀土-硅烷膜的缓蚀机理进行了初步探讨,对硅烷化处理技术的发展趋势进行了展望。     

镀锌层表面KH-560硅烷膜耐蚀性能研究

利用正交实验研究了硅烷偶联剂在镀锌板上的钝化工艺,采用KH-560对热镀锌板进行钝化处理.比较钝化膜与空白试样在5%NaCl溶液中的极化曲线、电化学交流阻抗谱,并通过盐水浸泡实验进一步验证了硅烷膜的耐蚀性能.结果表明:经硅烷钝化处理后的镀锌板,其腐蚀电流密度下降,极化电阻升高,硅烷膜抑制了镀锌板的腐蚀过程,其耐蚀性能优于空白试样,接近铬酸盐钝化膜的耐蚀性.     

热浸锌层植酸/硅烷复合钝化膜及其耐蚀性能

为了研制热浸锌层表面高耐蚀、绿色环保的无铬钝化工艺,对热浸锌板进行植酸钝化、硅烷钝化和植酸/硅烷两步复合钝化。采用正交试验和单因素试验对复合钝化工艺进行了优化;采用Tafel曲线、盐雾试验及硫酸铜点滴试验分析复合钝化膜的耐蚀性能,利用场发射扫描电镜(FESEM)观察了钝化膜的表面形貌,通过EDS分析钝化膜的成分,并提出复合钝化膜的结构模型。结果表明:植酸膜与硅烷膜通过"交联-协同作用"在热浸锌表面形成一层致密的保护膜层,较单一钝化膜更致密,耐蚀性能与三价铬钝化膜相当;经植酸/硅烷复合钝化处理后,锌表面生成的钝化膜层阻碍O_2和电子在锌表面和溶液之间的转移和传递,改变了界面反应历程,从而提高了阴极极化,改善了复合钝化膜的耐腐蚀性能。     

汽车用镁合金铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性

目前镁合金表面稀土-硅烷化改性多采用复合工艺,简单硅烷化处理研究较为少见。将不同含量的硝酸铈直接添加到KH-550硅烷溶液中,应用简单化学浸渍法在AZ91D压铸镁合金表面制备了铈盐改性硅烷复合膜;通过点滴腐蚀试验、全浸腐蚀试验和电化学交流阻抗谱评价了铈盐改性复合膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜和椭偏仪分析了铈盐改性复合膜的表面微观形貌和厚度。结果表明:与硅烷膜相比,铈盐改性硅烷复合膜较均匀、致密、平整,厚度明显增加;随着硝酸铈含量的增加,铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性能先上升后下降,当硝酸铈掺杂量达到0.50 g/L时,复合膜的耐蚀性能最佳;随盐水浸泡时间的延长,复合膜的低频阻抗值先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力。