- 輕金屬基仿生超疏水表面的制備與性能研究
- 李杰
- 834字
- 2020-01-19 11:37:14
1.5 研究內容
通過以上綜述可以得出,伴隨著材料加工制備與結構分析表征技術的日益發(fā)展,對超疏水表面的研究從理論到實踐都取得了突破性進展。通過對材料進行表面改性處理使之具有超疏水性,可以賦予材料更多的功能特性。
鎂合金具有比強度高、比剛度高、熱疲勞性能好、良好的生物相容性、電磁屏蔽性能優(yōu)異、抗震性好和可回收等優(yōu)點,廣泛應用在建筑、航空航天、交通運輸、微電子等諸多領域。本文通過激光加工、溶液刻蝕、微弧氧化等幾種制備技術對鎂合金基底構建微觀粗糙結構,再利用低表面能物質進行化學修飾,得到超疏水性鎂合金表面。通過選擇不同的試驗工藝可以“仿生”出具有微/納米結構的超疏水性表面,為拓展鎂合金作為功能材料的實際應用提供了理論依據(jù)與技術支持。此外,本書還對硅基底超疏水表面的制備進行了研究。
本書第2章研究了基于精密可控技術——激光加工在鎂合金基底上構造具有特定結構的表面,再通過自組裝技術進行表面修飾獲得超疏水表面,研究了具有規(guī)則形貌結構的改性表面與接觸角之間的關系,通過建立數(shù)學模型對超疏水表面的潤濕狀態(tài)進行分析。依此工藝,亦制備出硅基底超疏水表面。
基于鋁鎂合金優(yōu)良的力學性能以及廣泛的用途,本書第3章采用溶液浸泡刻蝕和自組裝技術,實現(xiàn)了具有顯著黏附力差異的鋁鎂合金基底超疏水表面的制備,并分析了超疏水表面黏附力的差異源于水滴在具有不同形貌結構表面所處狀態(tài)不同的機制,為制備具有特殊黏附力的超疏水鋁鎂合金表面提供了一種新思路。
本書第4章采用微弧氧化與自組裝技術在鎂合金表面成功制備出疏水/超疏水表面。通過摩擦磨損測試,分析了制備表面的微摩擦學特性,為鎂合金摩擦學特性的改善提供參考。
為了克服鎂合金存在蝕性差的不足,同時發(fā)展適合工業(yè)大面積生產的超疏水表面制備工藝,本書第五章采用微弧氧化與納米顆粒相結合的工藝,制備了具有穩(wěn)固超疏水性能的鎂合金表面。研究表明,通過微弧氧化與納米顆粒相結合不僅實現(xiàn)了鎂合金表面超疏水功能改性,而且可顯著提高鎂合金基底的耐蝕性。
第6章給出了全書的總結與展望。