【摘 要】
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生物表面的微-纳尺度结构对其表面润湿性有着深远的影响,依据对荷叶、芋叶等多种生物表面微观形貌的研究,采用喷砂技术分别与电刷镀技术、化学刻蚀技术相结合的方法,在304不锈钢表面构筑出两种仿生微-纳分级结构。研究其表面形貌发现,喷砂-电刷镀-喷砂试样表面具有不完整的类“菜花状”乳突分级结构,喷砂-化学刻蚀试样表面具有疏松状不规则分级结构。研究了两种分级结构表面的润湿性,结果显示,喷砂-电刷镀-喷砂和喷
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生物表面的微-纳尺度结构对其表面润湿性有着深远的影响,依据对荷叶、芋叶等多种生物表面微观形貌的研究,采用喷砂技术分别与电刷镀技术、化学刻蚀技术相结合的方法,在304不锈钢表面构筑出两种仿生微-纳分级结构。研究其表面形貌发现,喷砂-电刷镀-喷砂试样表面具有不完整的类“菜花状”乳突分级结构,喷砂-化学刻蚀试样表面具有疏松状不规则分级结构。研究了两种分级结构表面的润湿性,结果显示,喷砂-电刷镀-喷砂和喷砂-化学刻蚀试样表面水接触角最高分别达149.4°和158.6°。分析认为,试样表面的微-纳分级结构可以使水滴与其接触时,在接触区域形成一层空气薄膜层,这一膜层的存在可以减小分级结构表面与水滴的接触面积,从而实现从抛光基底表面亲水性到分级结构表面疏水性的转变。在3.5 wt.%NaCl溶液中进行的Tafel曲线测量,结果显示喷砂-电刷镀-喷砂和喷砂-化学刻蚀试样表面腐蚀电流密度分别较抛光基底表面下降2个和1个数量级,表现出较好的耐腐蚀特性。另外,稀盐酸浸泡试验观察结果显示喷砂-电刷镀-喷砂试样表面的耐盐酸腐蚀能力要远远优于不锈钢基底。以上结果说明文中的两种结合方法所构筑出的分级结构表面同时拥有较好的疏水性和耐腐蚀性,这一成果将会使不锈钢在生活中具有更广阔的应用前景和可观的经济效益。
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