超疏水/超双疏钛合金表面制备及其减阻性研究

发布时间：2025-06-25 23:58

　　超疏水表面具有自清洁、防结冰、流体减阻及抑制表面腐蚀等特点,因而在船舶、水流运输及航天航空等行业具有广阔的应用前景。通常,超疏水表面并不具备很好的疏油性,这阻碍了它在实际中的应用。而超双疏表面对水和油均具有极大的排斥性,不仅能够用于油性环境中,且几乎具备超疏水表面的所有特性。因此,超双疏表面比超疏水表面具有更加广阔的应用空间,例如在防污渍、油水分离、石油运输及减少石油污染等方面的应用。钛合金因其具有密度小、比强度高、耐热耐腐蚀等优异性能,在航空、军事、化工等领域被广泛地应用。所以,制备出超疏水/超双疏钛合金表面具有非常重要的研究意义。论文依据电化学阳极氧化技术提出了简单、经济、高效的新方法制备出超疏水或超双疏钛合金表面：在碱性电解液中仅利用一步阳极氧化构建出微米级孔洞粗糙结构,在中性电解液中仅利用一步阳极氧化构建出具有凹角形貌的微纳米双重结构；经过氟硅烷低表面能修饰后,钛合金表面分别实现了超疏水性和超双疏性。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪等分别对超疏水/超双疏钛合金表面的润湿性、微观形貌及化学组成进行了表征,结果表明,合适的微观粗糙结构及低表面能修饰的共同作用...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２淑髓在理想表面的接触角??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅ?ｆｏｒ?ａ?ｄｒｏｐ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｉｄｅａｌ?ｓｕｒｆａｃｅ．??

放置在固体表面上的液滴并不完全地铺展开来而是与表面形成了一定角度，即为接??触角ｅｔｗ。其理论意义为从固、液、气Ｈ相交点处做气、液界面切线，此切线与固、液??交界线间的夹角即为液滴的接触角ｗｙ，如图１．２所示。接触角作为液体在固体表面涧湿??性的一个量度，角度越小说明液体在表面的....

图１．３前进角和后退角示息间??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｄｖａｎｃｉｎｇ?ａｎｇｌｅ?ａｎｄ?ｒｅｃｅｄｉｎｇ?ａｎｇｌｅ??

定义为当增大液滴体积时，液固接触的Ｈ相线刚要发生移动而未移动的那一状态的接触??角，后退接触角０Ｒ定义为当缩小液滴体积时，液固接触的Ｈ相线刚要移动而未移动的??那一状态的接触角。前进角磁大于后退角（见图１．?３），即０ａ＞０Ｋ，两者间的差值Ａｅ＝０Ａ－０Ｒ??称为表面接触角滞后ｗ....

图１．４水滴在粗揽表面的接触橫式：（ａ）?Ｗｅｎｚｅｌ模型；（ｂ）?Ｃａｓｓｉｅ模型??Ｋｇ．?１．４?Ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅｓ?ｆｏｒ?ａ?ｄｒｏｐ?ｏｎ?化ｅ?ｒｏｕｇｈ?ｓｕｒｆａｃｅｓ：?（ａ）?Ｗｅｎｚｅｌ?ｍｏｄｅｌ；?（ｂ）?Ｃａｓｓｉｅ?ｍｏｄｅｌ．??

ｃ〇ｓ０＝（ｒ＾－ｒ．／）／ｒ／ｖ?（１．２）??式中化、Ｙｓｖ、ＹＩＶ分别是单位面积的固－液、固－气和液－气的表面张力，如图１．２所示。ｅ??为表面的本征接触角，其大小取决于固体表面材料的表面能情况。??Ｙｏｕｎｇ模型适用于光滑的理想固体表面，从方程可看出，通过改变固体表面的化....

图１．５超双疏铜表面扫描电子显微镜图片Ｕ＂?：?（ａ）和（ｂ）??Ｆｉｇ．?１．５?ＳＥＭ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?化ｅ?ｓｕｐｅｒａｍｐｈｉｐｈｏｂｉｃ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｎ?化ｅ?ｃｏｐｐｅｒ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ【２７］：?（ａ）?ａｎｄ?（ｂ）??

而氛原子间作用力较小Ｉ氣原子更容易外迁到表层Ｗ使表面自由能降低。本文??中采用的含氣材料是十Ｈ氣辛基Ｈ乙氧基搔烧（ＱＦｉ３Ｈ４Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３，简称氣猛烧），如??图１．６，分子结构上具有５个－ＣＦ２基团和１个－ＣＦ３基团，所Ｗ具有极低的表面能。??ｔ?俯视图??焉??盛??....

本文编号：4052825