AZ31镁合金超疏水表面的制备与性能研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhougang1020
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于镁合金具有许多优良且独特的物理、机械和加工性能,因此镁合金在汽车工业、航空航天、国防军事、3C产品、生物医学材料等众多领域中具有广泛的应用前景。但是因为镁及其合金活性高,原子核外有两个活泼电子,所以镁合金容易被氧化,且容易被其他腐蚀性介质腐蚀,阻碍了镁合金的应用,所以需要一些提高镁合金耐腐蚀性的措施。随着仿生材料行业的兴起,越来越多的科研人员发现超疏水表面可以显著提高材料表面的耐腐蚀性。本论文采用铸造的AZ31镁合金为基体材料,经过激光加工、氟硅烷酒精溶液表面改性与热处理相结合的工艺后,成功制备出镁合金超疏水表面。本文通过场发射扫描电镜(FESEM)、电子扫描显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSEM)进行微观形貌观察;通过XRD和XPS进行物相和成分检测。本文通过测量不同样品表面的静态接触角(CA)和滚动角(RA),研究了镁合金超疏水表面的静态和动态润湿行为。本文讨论了激光加工参数(功率、频率和速率)、改性溶液的浓度、热处理工艺的时间和温度等对润湿性能的影响。本文还对超疏水表面的各向异性现象、自清洁效果和防冰雪性能进行了测试与讨论。最后,本文对超疏水表面的实际应用性能和耐腐蚀性能进行了分析。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)本论文直接通过激光加工技术来制备表面的粗糙结构,探索了激光扫描参数对镁合金表面形貌的影响,改性和热处理工艺对超疏水性能的影响。结合SEM和LSEN分析,通过调整激光加工参数控制样品表面的图案(方格型和条型)、沟槽深度和宽度,经接触角仪器测量得出最佳的参数:扫描步长为200μm,扫描速率为100 mm/s,扫描频率为20 k Hz,扫描功率为25%(5 W)。氟硅烷溶液改性浓度为2 wt.%,热处理温度为150°C,热处理时间为2 h。结合FESEM图像分析得出所制备的样品是具有微米级别沟槽、亚微米级乳突和纳米级的颗粒组成的复合结构,经检测接触角高达159.8°,滚动角低至2°。(2)本文研究了超疏水表面的应用性能。数据表明:本实验制备的样品对各类生活中常遇到的液滴都表现出良好的超疏水效果。由于在超疏水表面滞留的空气会形成一层气膜,它会产生气垫效应,这将使镁合金表面不仅表现出良好的超疏水效果,还表现出优良的自清洁行为和抗冰雪等应用性能。(3)本文还探索了镁合金超疏水样品在各种酸、碱、盐和空气等环境中的稳定性,并对超疏水表面的机械耐久性和与镁合金基体的结合强度进行实验。实验表明:制备的样品可以在中强酸、盐、碱和空气中保持良好的稳定能。经过砂纸的机械摩擦后也能保持疏水性,采用胶带粘贴后仍能保持优异的超疏水性能。(4)最后本文研究了超疏水表面的耐腐蚀性能,电化学工作站的实验数据表明:与镁合金基体样品相比,超疏水样品的耐腐蚀性能有了显著提高。根据两个样品的极化曲线发现:PFOTES(1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷)超疏水样品的腐蚀电流密度从镁合金基体的1.5×10-4A/cm~2降低至1.4×10-5A/cm~2,腐蚀电位从-1.67 V升高至-1.48 V。因为腐蚀电流密度越小,腐蚀的速率越慢;腐蚀电位越正,被腐蚀的难度越大,所以极化曲线的数据表明超疏水表面增强了镁合金的耐腐蚀性能。电化学阻抗谱表明:在两个样品的Nyquist曲线中,PFOTES样品的容抗弧直径远远大于基体试样,所以阻抗数据也表明:超疏水表面显著提高了镁合金的耐腐蚀性能。
其他文献
癌症仍是严重威胁人类生命的头号杀手!相对于小分子药物,纳米药物通常容易集合多种功能于一体,例如诊断与治疗的功能,并且可以利用EPR效应在肿瘤中富集[1]。钌配合物功能化纳米硒,实现了肿瘤识别、诊断与治疗的功能,纳米颗粒能通过肿瘤的高渗透性与滞留(EPR)效应在肿瘤部位富集,增加二者的协同抗肿瘤、抗肿瘤血管作用[2]。纳米硒复合载体G2/PAH-Cit/SeNPs@siRNA用于基因转染和siRNA
药物引起的肺损害越来越受到重视,其中最常见的表现是间质性肺疾病(ILD),已有不少研究探讨药物诱导的ILD(DIILD)的诊断、治疗及预后,但DIILD中仍有很多亚型,根据病理不同可分为普通型间质性肺炎、非特异性间质性肺炎、机化性肺炎(OP)、过敏性肺炎、弥漫性肺泡损伤等,每一亚型的治疗和管理策略可能存在差异,需要进一步阐明。本文聚焦于DIILD中较为常见的OP亚类,定义药物诱导的OP(DIOP)
合成致死是指在两个非致死基因中任何一个基因发生突变均不影响细胞存活,但当两个基因同时发生突变时,能够特异性导致细胞死亡。恶性肿瘤由于DNA复制和修复的错误积累了大量的基因突变,因此可抑制与这些基因具有合成致死关系的另一个基因,从而选择性地杀死肿瘤细胞,而不影响正常细胞。近年来,合成致死原理已经成功应用于肿瘤的靶向治疗。本文综述了合成致死的基本原理、合成致死相互作用的筛选方法、合成致死在DNA损伤修
掌握建筑中央空调系统的运行特性是建筑环境与能源应用工程专业本科教学的重要目标,而通过搭建中央空调系统实物模型进行实验教学的传统模式,存在系统形式单一、运行工况变化有限、教学方式单调无差异、学生参与度低等诸多不足。该文基于Dymola软件,建立了中央空调系统仿真模型,并采用认知—设计—优化的层次化教学,实现了中央空调系统运行特性教学方式和内容的多样化,激发了学生的学习热情,提高了学生在教学过程中的参
目的:本研究通过在动脉端(滤器前)及静脉壶两处分段式输入枸橼酸钠,以减少静脉壶凝血发生率,检验其在连续静脉-静脉血液透析滤过(continuous veno-venous hemodiafiltration,CVVHDF)中的有效性与安全性。方法:1.分组方法:本研究采用的是前瞻性随机对照研究,时间选取为2020年2月-2020年11月,在吉林大学第一医院行枸橼酸钠抗凝的连续静脉-静脉血液透析滤过
随着钛合金技术的发展,生产成本的降低,以及使用限制减少,钛合金的应用门槛也随之降低。其使用重心也随之从航空航天以及军用等高精尖领域向医疗、生物、船只,工程器械等生活领域倾斜。虽钛合金具有非常优异的力学性能,但由于其相对较差的耐磨性能,其使用仍然受到限制。因此对其磨损性能的探究具有非常重要的意义,因使用环境更多是在常温下,所以我们需要建立常温下钛合金的磨损性能研究体系,绘制轻微-严重磨损转变图,为后
目的:了解肺癌患者癌症复发恐惧(FCR)心理情况并制定肺癌患者接纳承诺疗法干预方案,探讨接纳承诺疗法对肺癌患者癌症复发恐惧心理、心理灵活性的干预效果,以提高患者生活质量,并为该方法的临床应用提供参考。方法:本研究采用问卷调查法与临床试验法相结合的方式。选取2020年1月至2021年1月入住吉林省某三甲医院肿瘤科接受治疗且符合研究标准的肺癌患者,采用随机数字表法,将患者分为试验组与对照组。对照组采用
2016年,冷烧结作为一种低温下制备陶瓷及其复合材料的新方法,一经问世便备受关注。这种借助液相和单轴压力实现陶瓷低温致密化的方法为陶瓷的烧结提供了一条全新的路径,具有广阔的应用前景。冷烧结通常被认为通过“溶解-沉淀”驱动陶瓷致密化,因此该方法要求陶瓷本身在液相介质中具有一定溶解度。这对于冷烧结材料的选择产生了极大的限制,诸多难溶或不溶于液相却很重要的工业陶瓷无法通过冷烧结实现致密化。突破冷烧结对材
铸轧工艺生产铝合金板带材具有流程短、能耗低、投资成本低、自动化程度高等优点,但是由于其独特的生产工艺,导致铸轧板材中心偏析严重、组织均匀性差,严重制约其在高端铝板带材生产领域的应用。因此,本文以Al-Mn-Si合金为研究对象,引入TiC-TiB2颗粒来细化晶粒、增强组织均匀性、消除中心偏析,进一步提高Mn、Fe等合金元素固溶度,促进Mn元素在退火过程中的脱溶析出,得到高体积分数、尺寸细小、分布均匀
背景:支气管哮喘(简称哮喘)是一种受环境和遗传因素影响的慢性气道炎症性疾病,具有高度异质性。近年来,通过对其“表型”的研究为哮喘个体化治疗提供了新的方向。嗜酸性粒细胞增多代表了我们所谓的典型特应性哮喘的主要特征,这种表型通常对皮质类固醇药物反应良好,只有一小部分严重的哮喘,即使在存在嗜酸性粒细胞的情况下,吸入糖皮质激素的反应也较弱。由中性粒细胞驱动的中性粒细胞表型即使在轻度哮喘中也显示出对皮质类固