鋁合金作為重要的結(jié)構(gòu)材料之一,由于比重小、強(qiáng)度高等一系列優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到汽車、建筑等行業(yè)和日常生活中。此外,鋁合金也是國(guó)防工業(yè)所用到的主要金屬材料之一,如用于潛艇、飛機(jī)、戰(zhàn)艦等。但實(shí)際應(yīng)用中,鋁合金的腐蝕會(huì)導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度和力學(xué)性能下降,造成環(huán)境污染和資源損耗。自然界中的超疏水現(xiàn)象為鋁合金的防護(hù)提供了新的思路,科研人員通過(guò)研究自然界中的超疏水表面成功在鋁合金基底上制備得到超疏水表面并開(kāi)發(fā)了多種制備方法,大大提高了鋁合金的耐腐蝕性能。但是鋁合金超疏水表面普遍存在耐久性較差的問(wèn)題,如何提高其表面的耐久性是目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本研究通過(guò)硅烷修飾和納米膠囊沉積兩種方法在鋁合金基底上制備出疏水性能優(yōu)異的超疏水表面,探索了最佳的制備工藝,然后對(duì)所制備鋁基超疏水表面的性能進(jìn)行測(cè)試研究。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）硅烷修飾制備鋁基超疏水表面:通過(guò)沸水刻蝕的方法在鋁合金表面形成粗糙結(jié)構(gòu),然后通過(guò)十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）進(jìn)行修飾,制備得到接觸角為156.9°、滾動(dòng)角為3°的鋁合金超疏水表面。通過(guò)掃描電鏡觀察到鋁合金超疏水表面存在微-納米二元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),通過(guò)紅外光譜證明HDTMS成功接枝在鋁合金... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋁及鋁合金的應(yīng)用

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1.2荷葉表面的超疏水現(xiàn)象(a)和乳突結(jié)構(gòu)(b)除荷葉之外，大自然中具有類似疏水性能的植物還有很多[22]。例如：水稻葉、豬籠草、苜蓿葉、玫瑰花瓣等，都具備優(yōu)良的疏水性能，與荷葉表面一樣，水滴在其表面均呈球形且容易滾動(dòng)。如圖1.3所示，圖1.3a是水滴在苜蓿葉表面呈球形，具有很好的疏水性，圖1.3b是水稻葉子表面的水滴照片，其與水滴的接觸角大于150°。圖1.3自然界中的超疏水現(xiàn)象：(a)苜蓿葉；(b)水稻葉；(c)水黽；(d)天鵝不僅植物界中存在超疏水現(xiàn)象，動(dòng)物界也存在許許多多的超疏水現(xiàn)象[23]。例如：水黽腿、蚊子眼睛、蝴蝶翅膀、鳥(niǎo)類羽毛等都具有良好的疏水性。如圖1.3所示，圖1.3c是水面上站立的水黽，水黽能在水面隨意滑行但不會(huì)沉入水底是因?yàn)樗w腿有無(wú)數(shù)納米凹槽結(jié)構(gòu)的細(xì)長(zhǎng)微剛毛，水黽利用其腿部特殊的微納米結(jié)構(gòu)，將空氣在其表面形成一層穩(wěn)定的氣膜，阻礙了水滴的浸潤(rùn)[24]。圖1.3d是水中嬉戲的天鵝，天鵝羽毛表面的微納米結(jié)構(gòu)捕獲空氣形成氣墊層有利于其在水面游蕩，并且使得羽毛不會(huì)被水潤(rùn)濕。同樣蜻蜓和蝴蝶的翅膀由于這種特殊的粗糙結(jié)構(gòu)不會(huì)被水潤(rùn)濕，可以在雨中飛翔自如。

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1.2荷葉表面的超疏水現(xiàn)象(a)和乳突結(jié)構(gòu)(b)除荷葉之外，大自然中具有類似疏水性能的植物還有很多[22]。例如：水稻葉、豬籠草、苜蓿葉、玫瑰花瓣等，都具備優(yōu)良的疏水性能，與荷葉表面一樣，水滴在其表面均呈球形且容易滾動(dòng)。如圖1.3所示，圖1.3a是水滴在苜蓿葉表面呈球形，具有很好的疏水性，圖1.3b是水稻葉子表面的水滴照片，其與水滴的接觸角大于150°。圖1.3自然界中的超疏水現(xiàn)象：(a)苜蓿葉；(b)水稻葉；(c)水黽；(d)天鵝不僅植物界中存在超疏水現(xiàn)象，動(dòng)物界也存在許許多多的超疏水現(xiàn)象[23]。例如：水黽腿、蚊子眼睛、蝴蝶翅膀、鳥(niǎo)類羽毛等都具有良好的疏水性。如圖1.3所示，圖1.3c是水面上站立的水黽，水黽能在水面隨意滑行但不會(huì)沉入水底是因?yàn)樗w腿有無(wú)數(shù)納米凹槽結(jié)構(gòu)的細(xì)長(zhǎng)微剛毛，水黽利用其腿部特殊的微納米結(jié)構(gòu)，將空氣在其表面形成一層穩(wěn)定的氣膜，阻礙了水滴的浸潤(rùn)[24]。圖1.3d是水中嬉戲的天鵝，天鵝羽毛表面的微納米結(jié)構(gòu)捕獲空氣形成氣墊層有利于其在水面游蕩，并且使得羽毛不會(huì)被水潤(rùn)濕。同樣蜻蜓和蝴蝶的翅膀由于這種特殊的粗糙結(jié)構(gòu)不會(huì)被水潤(rùn)濕，可以在雨中飛翔自如。


本文編號(hào)：3009862