仿生超疏水性表面及其制备研究进展

近年来,由于仿生超疏水性表面在自清洁、防腐蚀、微流体系统和生物相容性等方面所显示的独特性能以及在国防、工农业生产和日常生活中的潜在应用前景,有关超疏水性表面的研究引起了极大的关注。综述了超疏水性表面研究的最新进展,较为系统地对超疏水性表面的制备方法进行了评述。     

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。     

激光制备超疏水表面研究进展

由于超疏水表面在防腐、油水分离、流体减阻和液体转移方面的应用潜力,如何制作性能优异的超疏水表面成为研究热点。材料表面的形貌特征是决定其润湿性能的一个重要因素,因此,通常采用表面结构化来获得超疏水性能。在材料表面构织微纳结构方面,基于脉冲激光的微纳加工技术具有得天独厚的优势,尤其是在制作特定图案的复杂结构方面。本文根据激光器的脉冲宽度分类,通过刻蚀后材料表面形貌和润湿性特征对激光制作超疏水表面的基本理论和典型工艺方法进行介绍和总结,并对超疏水表面的发展前景作出展望。

     

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。     

疏水/超疏水船用铝合金表面制备及其耐久性

采用溶胶-凝胶法将SiO2纳米粒子涂覆在抛光和经激光刻蚀的船用铝合金表面,制备疏水/超疏水铝合金表面。利用使试样负载并在砂纸上摩擦滑行的方法测试疏水/超疏水表面的耐久性,结果表明:抛光表面的接触角随SiO2浓度的增高而增大,最大可达150.8°,但表面对水滴具有强黏附力。当摩擦滑行距离达到10m时,接触角小于铝合金表面原始接触角72.3°;激光刻蚀的网格和点阵微结构表面既具有超疏水特性又呈现出低黏附力;且网格表面的接触角更大,最大达155.4°,滚动角更小,最小仅为0.34°。当摩擦滑行距离达到10m时,表面依然疏水,且网格微结构的耐久性更强。     

基于硅烷化预处理的AZ91D镁合金超疏水表面的喷涂法制备

为提高镁合金的耐蚀性,推动镁资源的利用,以静态接触角、结合力、耐蚀性为主要技术指标,开发出镁合金表面超疏水化2步喷涂法处理技术.最佳涂料配方:2.0 g/L CNTs,1.0 g/L SiC,40.0 mL/L TEOS,0.2mL/L FAS,乙醇作溶剂.最佳涂装工艺:对基材以KH560水解液作为粘结剂并控制其体积/...     

包装用白铁皮超疏水表面构建

目的研究包装用白铁皮超疏水表面膜层构建工艺,并确定最佳工艺参数。方法采用相分离方法在白铁皮表面构建超疏水膜层,研究溶解温度、PP-g-MAH用量、乙醇用量及干燥温度对白铁皮表面超疏水性能的影响。结果试验表明,当溶解温度为118℃,PP-g-MAH的质量浓度为10 g/L,乙醇为0.45 m L,干燥温度为10℃时,所制备的白铁皮超疏水表面超疏水效果最好,接触角达到155.7°,滚动角只有3°。结论疏水白铁皮具有超疏水性、自清洁性、防腐蚀性等优异性能,在包装应用上具有一定的实用价值。     

镁合金表面超疏水化及耐腐蚀性能

采用硫酸刻蚀和接枝疏水长链的方法,成功制备出了具有超疏水特性的镁合金表面。采用红外光谱、扫描电镜和电化学测试等技术对超疏水镁合金表面进行了表征和分析。研究结果表明:硫酸处理使得镁合金表面产生微米/纳米二元复合的花状粗糙结构;硬脂酸的疏水长链通过化学键键接在镁合金表面,从而显著降低了镁合金表面的自由能。最终得到接触角可达152°、滚动角小于10°的超疏水表面,从而极大地提高了镁合金的耐腐蚀性能。     

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。     

镁合金表面处理研究的进展

论述了镁合金表面处理，包括化学表面转化处理、机械表面硬化处理、强束流表面改性3方面的研究现状．着重叙述了铬化、磷化处理、阳极氧化、微弧氧化等表面处理工艺。同时，还论述了机械表面硬化处理的表面喷丸强化和滚压强化。强束流表面改性代表现代先进表面改性技术，包括离子束、激光束、电子束表面改性，国外研究较多，而国内研究相对较少，应该引起足够的重视。     

金属表面超疏水性的研究进展

超疏水金属表面在表面自清洁、抗腐蚀、流动减阻及微流体无损输送等方面有着潜在的应用价值.综述了金属表面巯水性在理论及实现方法上的新进展,介绍了目前国内外提高金属表面疏水性的途径,重点归纳了金属超疏水表面的制备方法及相关应用,展望了今后的研究方向.     

稀土镁合金抗高温蠕变性能的研究进展

稀土元素在镁合金中能够细化晶粒尺寸,可以利用其固溶强化和第二相强化机制提高合金力学性能,改善镁合金的抗高温蠕变能力。介绍了镁合金的蠕变机理,以及稀土Y元素、Gd元素、Sc元素和Ce元素对镁合金组织和蠕变性能的影响,综述了目前国内外开发的Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sc、Mg-Ce等一系列稀土镁合金的研发现状,对稀土镁合金的发展现状给予意见,并对稀土镁合金的发展前景进行展望。     

镁合金表面植酸转化膜的研究进展

植酸是从谷类作物中提取的无毒有机磷酸化合物,由于它可迅速与Ca2+,Mg2+,Fe2+和Zn2+等金属离子结合形成螯合物,因此可用于金属的防护。植酸转化膜是一种环境友好型的镁合金表面处理方法,综述了镁合金表面植酸转化膜的研究进展。     

镁合金化学镀技术研究进展

综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状,重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发,在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。     

变形镁合金的研究进展

镁合金由于具有质量轻、比强度和比刚度高以及良好的铸造性能等特点，在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注。近年来，世界各国纷纷致力于镁合金的研究开发。本文综述了国内外主要的变形镁合金材料的基本特性、力学性能和应用领域，介绍了目前变形镁合金材料的研究现状和进展，以及制备高性能变形镁合金材料的新工艺，探讨了镁合金的合金化原理和主要合金元素在变形镁舍金中的作用。     

微量硼添加对镁合金组织和性能影响的研究进展

在21世纪的今天,由于石油、煤炭等资源的过度开发与使用,人们对节能减排的重视程度越来越高,轻质结构材料也因此受到越来越多的关注。镁合金作为最轻的金属结构材料,具有良好的阻尼减震特性、电磁屏蔽性以及比强度、比刚度高等优点,在航空航天、3C产品、汽车等领域表现出了极大的应用潜力。但是镁合金的综合力学性能和耐腐蚀性能还有待进一步提高。晶粒细化可以同时提高金属的强度和塑性,因此开发出一种高效、低成本的晶粒细化剂是改善镁合金综合性能的重要途径。现在常用的镁合金晶粒细化剂通常有Zr、Si、稀土类元素以及含碳变质剂等。其中Zr与Al共存会恶化其晶粒细化作用,因此Mg-Al系的合金不能采用Zr作为晶粒细化剂,Zr的应用极为有限;Si的大量使用则会使Mg合金中生成粗大的Mg_2Si相,恶化其力学性能,即使少量加入,也会大大降低镁合金的耐腐蚀性能;稀土通常开采成本较高,密度较大,不仅大大增加了使用成本,而且会削弱镁合金的轻量化优势,因此阻碍了其应用推广;含碳变质剂通常对大多数Mg-Al系合金有着较好的细化晶粒的效果,但是诸如CCl_4、C_2Cl_6等会造成一系列环境问题,而且碳的引入会加剧镁合金的腐蚀速率。B作为轻元素,其本身具有密度小、熔点高以及耐腐蚀性强等特点,早在铝合金中就常用作孕育剂和晶粒细化剂。近些年来,有许多研究者对硼化物进行深入的研究,发现B可以与绝大多数金属形成化合物,且晶格类型大多为密排六方结构,且与镁合金的亲和度较强,有潜力成为镁合金中的异质形核剂并有效细化其晶粒。不同含B合金的添加形式对镁合金组织和性能的影响不尽相同,据笔者所知,目前并未有人总结过微量B的添加对镁合金组织和性能的影响及其机理。本文对不同B的添加形式对镁合金组织和性能的影响进行了全面系统的总结和深入探讨,分析了B元素在镁合金中的晶粒细化机制和强韧化效果,最后对B在镁合金中的合金化改性作用前景进行了探讨和展望。认为B是一种在镁合金的开发中有较大研究和应用价值的元素,尤其是在Mg-Al系合金中表现出优异的晶粒细化作用。     

镁合金化阻燃的研究进展

介绍了添加各种合金元素(包括Ca、Be、Zn、Ba、RE以及复合添加)对镁合金的阻燃和抗氧化性能的影响规律,展望了阻燃镁合金的发展趋势和潜在应用领域,即通过多元微合金化设计提高镁合金的阻燃性能,并兼顾其塑性变形能力,发展高速交通工具用阻燃变形镬合金挤压型材.     

高性能稀土镁合金研究进展

概述了稀土镁合金的特点及其发展应用状况,分析了几种重要稀土在镁合金中的作用机理,表明了用稀土制备高性能稀土镁合金(优良的室温、高温力学性能和高耐蚀性能)的基础作用,展示了我国发展高性能稀土镁合金的优势和意义,最后指出了稀土镁合金的发展趋势和方向.