超疏水防腐蚀技术研究

论文摘要

近年随着科学技术的不断发展,超疏水材料在人们日常生活和各个生产部门中有着广泛的应用前景,因而超疏水材料的制备与应用引起各界学者的极大关注。材料的疏水性是通过降低材料表面自由能和改变表面微观形貌从而达到对固体材料表面浸润性控制实现超疏水。本论文正是基于这一理论利用多种技术手段通过控制反应时间等条件构筑了微纳米结构的材料表面,降低所制备结构的表面自由能实现对材料表面浸润性的控制,使材料达到超疏水性能。利用溶液浸泡的方法刻蚀材料表面制备粗糙的结构表面,在其上面均匀分布形状相同的纳米颗粒,水珠在其表面不稳定,接触角可达到120o。再用疏水试剂浸泡降低其表面的自由能,超疏水转化膜制备完成。将其应用到各种腐蚀环境中均保持良好的疏水性能。在多种多样的化学方法中,溶液浸泡法是一种最简单的制备方法,该方法的特点是简单、廉价、可大面积制备。原电池是最基本的发电装置,其原理为日常普遍应用的电池的理论。在原电池中,电流会从正极流向负极,正极发生还原反应;负极发生氧化反应。氧化反应和还原反应均可以改变材料的表面形态,使金属表面的粗糙度增加从而利于超疏水转化膜的制备。当反应结束后,我们将制备的钢片和锌片放入低表面能的试剂中进行表面第二次处理,超疏水的钢片和锌片即被制备。之后对它们在各种各样腐蚀环境中的抗腐蚀性质做详细研究,结果显示成功制备抗腐蚀超疏水转化膜。利用这种方法具有流程简单、生产价格便宜、省时等优点。除此之外,这种方法允许同时制备两种不同的超疏水抗腐蚀材料,因而大大提高了生产效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 材料的腐蚀与防护
• 1.2.1 材料的腐蚀机理
• 1.2.2 材料腐蚀的严重性
• 1.2.3 腐蚀、结垢的防护技术
• 1.3 超疏水涂层研究进展
• 1.3.1 具有低表面能的物质材料
• 1.3.2 超双疏表面的制备
• 1.3.3 表面浸润性的控制
• 1.3.4 表面浸润性的可逆转换
• 1.4 课题提出和研究意义
• 1.5 本文研究主要内容
• 第二章 超疏水表面基本原理及制备方法
• 2.1 超疏水表面的基本原理
• 2.1.1 young 氏方程
• 2.1.2 Wenzel 模型
• 2.1.3 Cassie-Baxter 理论
• 2.1.4 前进角、后退角、接触角滞后
• 2.2 接触角测量方法
• 2.2.1 躺滴法和悬泡法
• 2.2.2 Wilhelmy 吊片法
• 2.2.3 竖板毛细升高法
• 2.2.4 竖板毛细升高和Wilhelmy 吊片组合法
• 2.2.5 平行光束法
• 2.2.6 小液滴情形—球冠形
• 2.2.7 大液滴情形—轴对称形
• 2.3 国内外超疏水材料的制备方法
• 2.3.1 国内制备方法
• 2.3.2 国外制备方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 溶液浸泡法制备超疏水转化膜
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料及仪器
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 超疏水转化膜表面的宏观形态
• 3.3.2 超疏水转化膜的制备原理
• 3.3.3 反应时间对金属转化膜形貌的影响
• 3.3.4 疏水试剂对金属转化膜接触角的影响
• 3.3.5 滚动角的测试
• 3.3.6 超疏水转化膜在各种环境中抗腐蚀性的研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 原电池法制备超疏水转化膜
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料及仪器
• 4.2.2 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 超疏水转化膜的宏观形态
• 4.3.2 超疏水转化膜的制备原理
• 4.3.3 反应时间对金属转化膜接触角的影响
• 4.4 超疏水转化膜在各种环境中的抗腐蚀性研究
• 4.4.1 超疏水转化膜在空气中抗腐蚀性质的研究
• 4.4.2 超疏水转化膜在自来水中抗腐蚀性质的研究
• 4.4.3 超疏水转化膜在酸碱溶液中抗腐蚀性质的研究
• 4.4.4 对超疏水转化膜抗腐蚀性质的简单分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要