金属表面超疏水纳米结构涂层研究

论文摘要

本课题研究重点针对金属铜和金属铝表面超疏水微观结构表面涂层以保护金属表面,避免金属表面受到腐蚀。实验中使用一步法电化学沉积法,即在直流电压的作用下,金属铜(或铝)浸入硬脂酸溶液中,将硬脂酸铜超疏水薄膜镀于铜基体表面,以达到防腐蚀的作用。本研究中使用硫酸铜溶液将铜元素镀于铝基体表面,然后再使用一步法电化学沉积法将铜／铝基体表面钝化为超疏水表面。材料表面形貌使用扫描电镜(SEM)照片分析,化学组成分析使用X射线衍射(XRD)分析,而表面润湿性由表面接触角测量分析得到,表面粗糙度则使用光学轮廓测试仪测量。在超疏水涂层制备于铜基体表面研究中,当应用30V直流电压条件下,表面接触角随反应时间增加而提高；此外,应用电压越大,表面接触角越大。在超疏水涂层制备于铝基体表面研究中,使用化学腐蚀法时,腐蚀时间超过5分钟可以使材料表面具有超疏水性；而在镀铜法研究中,应用电压的提高有助于提高基体表面的接触角以提高表面的超疏水性。在防腐蚀研究中,具有超疏水性的铜基体表面腐蚀超过24小时后,表面接触角随腐蚀时间减小,然而始终具有超疏水性。实验结果表明,超疏水表面比非超疏水表面具有更好的防腐蚀性能；在铜／铝超疏水表面的防腐蚀研究中,表面接触角随腐蚀时间的增加而逐渐降低,表面在腐蚀3小时后不再具有超疏水性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超疏水概述
• 1.2 存在的问题
• 1.4
• 1.4.5 铝表面镀铜研究
• 1.5 腐蚀
• 1.5.1 腐蚀及铝腐蚀概论
• 1.5.2 防腐蚀方法及腐蚀测试方法
• 第二章 实验步骤和方法
• 2.1 材料基体的预处理
• 2.2 微观结构超疏水表面涂层分别制备于铜和铝表面
• 2.3 表面形貌和化学组成研究
• 2.4 超疏水性质
• 2.5 腐蚀测试
• 2.6 实验设备
• 第三章 超疏水涂层制备于铜机体表面研究
• 3.1 反应时间对表面涂层的影响
• 3.1.1 微观结构特征
• 3.1.2 化学组成
• 3.1.3 表面润湿性
• 3.2 反应电压对表面涂层的影响
• 3.2.1 微观结构特征
• 3.2.2 表面润湿性
• 3.2.3 表面粗糙度
• 第四章 超疏水材料制备于铝基体表面研究
• 4.1 化学腐蚀法
• 4.1.1 微观结构特征
• 4.1.2 表面润湿性
• 4.2 镀铜法
• 4.2.1 微观结构特征
• 4.2.2 化学组成
• 4.2.3 表面润湿性
• 第五章 超疏水表面对防腐蚀作用研究
• 5.1 超疏水铜基体表面对防腐蚀作用研究
• 5.1.1 腐蚀时间对超疏水铜基体表面性质的影响
• 5.1.2 超疏水表面性质对防腐蚀作用的影响
• 5.2 超疏水铝基体表面对防腐蚀作用研究
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢