铝合金作为重要的结构材料之一,由于比重小、强度高等一系列优点被广泛应用到汽车、建筑等行业和日常生活中。此外,铝合金也是国防工业所用到的主要金属材料之一,如用于潜艇、飞机、战舰等。但实际应用中,铝合金的腐蚀会导致其机械强度和力学性能下降,造成环境污染和资源损耗。自然界中的超疏水现象为铝合金的防护提供了新的思路,科研人员通过研究自然界中的超疏水表面成功在铝合金基底上制备得到超疏水表面并开发了多种制备方法,大大提高了铝合金的耐腐蚀性能。但是铝合金超疏水表面普遍存在耐久性较差的问题,如何提高其表面的耐久性是目前国内外的研究热点。本研究通过硅烷修饰和纳米胶囊沉积两种方法在铝合金基底上制备出疏水性能优异的超疏水表面,探索了最佳的制备工艺,然后对所制备铝基超疏水表面的性能进行测试研究。本论文的主要研究内容如下:(1)硅烷修饰制备铝基超疏水表面:通过沸水刻蚀的方法在铝合金表面形成粗糙结构,然后通过十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)进行修饰,制备得到接触角为156.9°、滚动角为3°的铝合金超疏水表面。通过扫描电镜观察到铝合金超疏水表面存在微-纳米二元网状结构,通过红外光谱证明HDTMS成功接枝在铝合金表面,然后对铝合金超疏水表面的疏水机理进行了探讨。(2)硅烷修饰制备的铝基超疏水表面性能研究:通过测试接触角随着室温放置时间、UV光照时长、不同酸碱性溶液的变化,证明所研制的超疏水铝合金表面具有良好的耐久性。不同物质水溶液的超疏水状态表明超疏水铝合金表面具有疏水多样性,采用电化学测试对其耐腐蚀性能进行研究,结果表明耐腐蚀性能明显提高。(3)纳米胶囊沉积制备自修复铝基超疏水表面:首先在Tris缓冲溶液中利用多巴胺(DA)的氧化聚合包覆十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)制备得到PDA@HDTMS纳米胶囊乳液,然后通过沉积的方法,利用聚多巴胺的粘附性在铝合金表面制备出接触角达155.3°、滚动角为3°的自修复超疏水表面。通过透射电镜观测到PDA@HDTMS胶囊的大小约为200 nm。通过扫描电镜观察发现其表面存在微米孔穴和纳米乳突结构。通过红外光谱和能谱分析证明表面存在PDA和HDTMS。通过表面微观结构与化学组成证明表面沉积物由PDA@HDTMS纳米胶囊构成。(4)自修复铝基超疏水表面的性能研究:通过室温下放置12月、高温环境放置、紫外光照射、不同pH值酸碱溶液浸泡等测试,证明所研制的超疏水铝合金表面具有良好的耐久性。通过不同物质水溶液在表面的疏水状态证明了其疏水多样性。通过水滴滚落可以带走粉笔灰等模拟污染物,表明所研制的超疏水铝合金表面具有优异的自清洁性能。电化学测试结果表明相对于未经处理的铝合金,超疏水铝合金的耐腐蚀性能得到极大提升。而经等离子体处理变为超亲水的表面在加热10 min后其表面超疏水特性可以得到恢复,表明所超疏水性能具有自修复功能。并通过对超疏水铝合金表面的耐腐蚀机理和自修复机理进行了探究。