本文關鍵詞：基于貝殼表面微結構的仿生表面制備技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：船舶污損生物問題是人類自接觸海洋以來就一直存在的復雜問題,污損生物的附著會增大船舶負載,降低船速、增加燃油消耗并且對海洋生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅,如果得不到控制將會嚴重影響船舶性能。日益嚴格的環(huán)境保護法規(guī)使有毒防污涂料遭到淘汰,探索環(huán)境友好型防污方法已成為趨勢。通過調控材料表面微結構可以達到不同的防污效果,本文從仿生角度出發(fā),以具有不同表面微結構的海洋貝殼為仿生對象,使用高分子聚合物材料制備具有貝殼表面微結構的仿生表面,為基于貝殼表面微結構防污方法研究奠定基礎。 選用日本鏡蛤、加夫蛤、華貴櫛孔扇貝、青蛤和錐形光殼蛤這5種防污能力不同的貝殼為仿生對象,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為陰模材料,環(huán)氧樹脂E44和聚氨酯’PU膠分別為陽模材料,采用生物復制成型方法制備出具有貝殼表面微結構的仿生表面。為了研究環(huán)氧樹脂和聚氨酯復型精確性,以及比較這兩種材料制備的貝殼仿生表面的優(yōu)劣,利用三維表面輪廓測量設備對貝殼及仿生模板的表面形貌進行了測量。采用雙正交小波變換對所測形貌數(shù)據進行處理,去除表面形狀誤差。 選用表面平均粗糙度Sa,均方根Sq,表面峭度Stdi,表面十點不平整值Sz,谷峰距Sy以及表面紋理指數(shù)Stdi這6個參數(shù)來評價貝殼及其仿生表面表面形貌的相似度。繪制出貝殼及仿生表面各個相應測量部位的微觀形貌圖。分析結果表明：環(huán)氧樹脂材料制備出的仿生表面,其形貌參數(shù)與5種貝殼實際表面粗糙度參數(shù)相對誤差較小,基本都在10%以下,可以說明環(huán)氧樹脂材料可以較精確復型貝殼表面特殊微結構。采用聚氨酯PU材料制備出的貝殼仿生表面中,日本鏡蛤、加夫蛤底部、錐形光殼蛤底部形貌的粗糙度參數(shù)與貝殼實際表面形貌參數(shù)相對誤差較大。原因是聚氨酯PU和固化劑固化反應非�？�,使陰模細密紋理間存在的細微氣泡受熱膨脹但來不及逸出,另一方面,聚氨酯反應時放出的熱量會導致PDMS陰模彈性體的變形,從而使脫模后的陽模表面形貌失真,引起日本鏡蛤和光殼錐形哈仿生表面數(shù)據誤差偏大。
【關鍵詞】：貝殼 船舶防污 仿生制備 表面微結構
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U668
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 論文研究的背景9-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 污損生物附著過程11
• 1.2.2 污損生物防除方法11-14
• 1.2.3 表面微結構防污14
• 1.2.4 表面微結構制備14-18
• 1.3 研究來源18
• 1.4 研究內容及技術路線18-20
• 1.4.1 主要研究內容18-19
• 1.4.2 技術路線19-20
• 第2章 貝殼表面微結構的測量20-32
• 2.1 擬采用的測量設備20-22
• 2.1.1 表面形貌測量20-21
• 2.1.2 超景深三維顯微系統(tǒng)21-22
• 2.2 基于小波分析的三維粗糙度計算22-29
• 2.2.1 三維表面形貌的評定22-25
• 2.2.2 參數(shù)的表征25-26
• 2.2.3 小波分析26-29
• 2.3 測量分析流程29-31
• 2.3.1 表面形貌參數(shù)測取29-30
• 2.3.2 微觀形貌獲得30-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 基于貝殼表面微結構仿生表面制備32-41
• 3.1 仿生對象的選擇32-34
• 3.1.1 傳統(tǒng)仿生對象32-33
• 3.1.2 海洋貝殼33-34
• 3.2 實驗材料和制備流程34-36
• 3.2.1 試驗材料34-35
• 3.2.2 制備流程35-36
• 3.3 制備過程36-40
• 3.3.1 以環(huán)氧樹脂E44為陽模的仿生表面制備36-39
• 3.3.2 以聚氨酯PU為陽模的仿生表面制備39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 原始貝殼表面與仿生表面對比分析41-64
• 4.1 E44仿生表面與原貝殼表面微觀結構的比較41-49
• 4.1.1 微觀結構對比41-46
• 4.1.2 粗糙度參數(shù)對比46-49
• 4.2 PU仿生表面與原貝殼表面微觀結構的比較49-57
• 4.2.1 微觀結構對比49-54
• 4.2.2 粗糙度參數(shù)對比54-57
• 4.3 兩種仿生表面形貌對比分析57-63
• 4.3.1 微觀形貌分析57-60
• 4.3.2 粗糙度參數(shù)60-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第5章 結論與展望64-66
• 5.1 結論64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文70

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  本文關鍵詞：基于貝殼表面微結構的仿生表面制備技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：315588