【摘 要】
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超疏水表面指的是液滴接触角大于150度同时滚动角小于10度的表面。超疏水表面具有流体减阻、防冰、自洁净和表面缓蚀等特点。所以超疏水表面的应用在生活、生产、医学等各种
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超疏水表面指的是液滴接触角大于150度同时滚动角小于10度的表面。超疏水表面具有流体减阻、防冰、自洁净和表面缓蚀等特点。所以超疏水表面的应用在生活、生产、医学等各种场合都具有很大潜力。然而,目前的超疏水表面加工技术受着制取过程繁复、仪器价格高昂、较大面积生产困难等制约。这些问题阻碍了超疏水表面的广泛应用。金属铝及其合金具备较好的材料性能,从而它们得到了普遍使用。以简易、经济的方式在金属铝基体上制得超疏水表面,对于促进超疏水表面的发展与应用有深远的指导作用。论文依据化学蚀刻法提出简单、经济、高效的新思路制得了超疏水铝合金。在一定浓度的盐酸溶液中仅利用一步化学蚀刻构建出微米级孔洞粗糙结构,在140℃恒热高温下加热5min构建出具有凹角形貌的微-纳米复合粗糙结构。制备出的样品表面实现了超疏水性能,与水的接触角达到167.2度,滚动角度仅为2.3度。采用接触角测量仪、扫描电子显微镜及能谱仪对制得的超疏水铝合金样品表面的润湿性、微观结构和组成成分进行表征。从微观结构方面对超疏水铝合金表面的超疏水性能实现进行了分析。结果表明,适合的微结构即微-纳米双重复合结粗糙构是样品达到超疏水的重要原因。为探究制备的超疏水铝合金样品的稳定性和耐久性,通过静态实验和浸泡实验我们发现,制备的超疏水铝合金样品的接触角始终大于150度,证明制备的超疏水铝合金样品表面具有很好的稳定性和耐久性。为探究制备铝合金基体超疏水表面的最优反应条件,基于正交试验,分析了蚀刻液浓度,刻蚀时间、加热温度和加热时间对获得铝合金超疏水疏水性的影响,通过L16(44)正交试验表设计实验,并得到影响制备超疏水铝合金表面因素的主次顺序为加热温度、刻蚀时间、刻蚀液浓度和加热时间。确定的最优组合为:V(HCL):V(H2O)=1:5,刻蚀10min,140℃高温处理5min。
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