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针对微机电系统(MEMS)器件由于尺寸减小而引发的表面力(黏着、摩擦等)问题,疏水/超疏水表面具有低表面自由能的特性,将材料表面制备疏水/超疏水的工艺用于微纳器件设备中,有望解决低载荷下界面的摩擦、磨损及润滑等问题。传统的MEMS材料为硅及其化合物,而随着金属材料在MEMS器件中的应用逐渐广泛,必须考虑金属材料由于高的化学活性而引发的腐蚀失效。在研究疏水/超疏水表面对金属材料摩擦学性能影响时,探讨疏水/超疏水表面对金属材料表面腐蚀性能的影响对延长器件的使用寿命有着重要的意义。本文从微机电系统传统材料单晶硅、以及新型的Nd Fe B及潜在的镁合金出发,以表面疏水化改性为前提,通过有机镀膜、自组装、电镀、化学镀等方法在所用材料表面制备出疏水/超疏水薄膜,探究表面浸润性对耐腐蚀性能和摩擦学特性的影响机制。主要得到如下结论:(1)将化学镀技术与有机镀膜技术结合,在单晶Si基体上先制备Ni-P薄膜后进一步获得Ni-P-ATP复合膜。Si基体经Ni-P修饰及Ni-P-ATP修饰后,表面接触角由Si基体的23.2°分别增加到67.9°及119.7°,表面自由能由基体的67.46 m J/m2分别下降至38.12 m J/m2及10.16 m J/m2。在纳牛载荷下,Ni-P及Ni-P-ATP的黏着力分别由基体的36.21 n N降低至18.93 n N及8.23 n N。毫牛载荷下的摩擦学测试表明,摩擦系数由Si基体的0.51分别下降至Ni-P膜的0.22及Ni-P-ATP复合膜的0.12。在较低载荷50及100m N下,ATP薄膜具有较好的抗磨损效果;当外加载荷增加至200 m N时,Ni-P-ATP复合膜表层的ATP薄膜则在约55个循环时开始破坏,至145个循环时完全破坏。(2)通过有机镀膜技术在烧结型Nd Fe B上制备了厚度为27.6 nm的ATP薄膜,接触角由基体的43.9°上升至122.5°,表面自由能由基体的59.2 m J/m2下降至6.91 m J/m2。0.1 mol/L的Na Cl水溶液中动电位极化测试表明,腐蚀电位由基体的-930.9 m V上升至-804.3 m V,腐蚀电流密度由基体的19.7μA/cm2下降至4.9μA/cm2,表明表面腐蚀速率下降,保护效率为75.13%。100 m N的磨损实验表明,摩擦系数由Nd Fe B基体的0.75下降至0.20,ATP薄膜能够在130 s内保持完好,接着会出现ATP薄膜的脱落,约180s后ATP薄膜对基体表面完全失去保护作用。(3)结合自组装分子膜和有机镀膜的优点,在烧结型Nd Fe B上先制备了TES自组装膜,然后在TES表面经有机镀膜(ATP)形成TES-ATP复合膜。接触角由羟基化基体的接近0°增大至TES-ATP的123.5°,表面自由能由基体的73.13 m J/m2下降至TESATP的10.19 m J/m2。100 m N的摩擦往复实验结果表明,Nd Fe B基体的摩擦系数约为0.71,TES自组装膜的摩擦系数为0.22,而TES-ATP复合膜的摩擦系数为0.12。TESATP复合膜能极大的提高材料的磨损寿命并达到180 s,经单独的自组装TES处理及单独的ATP处理所得到的磨损寿命分别为15 s及130 s,TES-ATP的磨损寿命大于TES和ATP的寿命之和,获得了良好的复合润滑效果。(4)选取具有相同末端官能团(十八烷基)的两种有机物STN与OTS,分别采用有机镀膜技术及自组装分子膜技术在Mg-Mn-Ce表面获得STN薄膜及OTS薄膜。表面接触角由基体的55.0°分别增加至STN薄膜132.4°和OTS薄膜的135.7°,表面自由能由基体的51.83 m J/m2分别下降至30.81 m J/m2和30.14 m J/m2。纳牛载荷下,Mg-Mn-Ce基体表面的黏着力由基体的12.35 n N分别下降至5.76 n N和4.12 n N,摩擦力由基体的19.82 n N分别下降至7.30 n N和6.23 n N,摩擦系数由基体的0.454分别下降至0.094和0.128。(5)开发了一种一步快速电沉积在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备超疏水的方法,该方法选取硝酸铈和十四酸的酒精溶液为电沉积液,通过直流电镀在阴极表面制备出超疏水表面。所制备的超疏水表面具有明显的微纳粗糙乳突状结构,这种结构使得表面存在大量的间隙,能够储存大量的空气使得表面具有良好的超疏水效果,接触角达到了159.8°滚动角低至约2°。所制备的超疏水表面具有较好的化学稳定性、机械稳定性及良好的耐腐蚀性能,在质量分数为3.5%的Na Cl、Na2SO4、Na Cl O3和Na NO3水溶液中,超疏水表面的耐腐蚀性能较镁合金基体有着极大的提高,这与超疏水表面粗糙结构储存的空气有关,这会在腐蚀介质中形成一层空气膜,阻止了基体表面与腐蚀介质的直接接触,因此能显著提高镁合金的耐腐蚀性能。