铝合金超疏水表面的构建及其稳定性与自清洁性能研究
2021-10-16邢敏雷西萍关晓琳宋月英周亚丽
表面技术 2021年9期
关键词:结构
邢敏,雷西萍,关晓琳,宋月英,周亚丽
(1.西安建筑科技大学 a.材料科学与工程学院 b.陕西省纳米材料与技术重点实验室,西安710055;2.西北师范大学 化学化工学院,兰州 730070)
铝是地壳中含量最多的金属元素,具有高比强、低密度、良好的导电和导热性能及良好的加工性等优点[1],广泛应用于航空航天、船舶、机械制造、建筑、电子器件和汽车工业等领域[2]。在大气中,铝及其合金的表面会形成一层非常薄的自然氧化膜,使其具有一定的耐腐蚀性能,然而这层氧化膜的厚度一般在5 nm 以下,虽然被破坏后可以自动修复,但是因为其厚度较薄,所以耐蚀性有限[3]。尤其是在Cl−存在的情况下,极易发生应力腐蚀与电偶腐蚀等腐蚀现象,极大程度地制约了铝基材料的应用[4]。截至目前,铝及其合金一般采用表面铬化处理[5]、稀土转化膜[6]、电沉积[7]等防腐蚀方法,然而这些方法普遍存在污染环境与处理后的样品耐腐蚀性有限等缺点。为此,研究人员提出了铝基超疏水化这一有效方案,超疏水表面由于高的占空比,可以有效地阻隔腐蚀介质与铝基接触,从而减少腐蚀现象的发生[8]。
除了使低表面能材料表面粗糙化外,还可以通过在粗糙表面修饰低表面能物质的方法,制备超疏水表面[9]。其中,微纳米结构在超疏水中起决定性的作用。目前,在铝基表面构筑微纳米结构的主要方法有化学刻蚀[10]、电沉积[11]、溶胶凝胶[12]、飞秒激光[13]和阳极氧化[14]等。然而,这些制备方法普遍存在工艺复杂、污染环境、成本高、制备周期长等缺点,使得铝基超疏水表面的应用受到了限制。……
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