收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铝基层状微纳超疏水表面的制备及抗覆冰行为研究

张效凯  
【摘要】:超疏水表面由于具有显著的自清洁性能,可以在很大程度上减小固体表面与水层之间的粘附力,可以有效地起到抗覆冰效果等特点,因此广泛地应用于服装纺织、工业生产、航海运输、建筑物、高压电线电缆等实际工程方面。但是,工艺流程复杂、成本高、易脱落、环境耐久性差等一些实际问题仍然没有得到很好的解决,这些因素在很大程度上限制了超疏水表面在实际工程中的应用。本论文通过使用水热法,在铝基底表面制备出了具有层状微纳复合结构的薄膜,经过简单的化学修饰后具有很好的超疏水性能和疏冰性能,并且薄膜跟铝基底有很好的粘附作用,具有很好的机械稳定性能。本文主要研究内容如下: (1)利用水热法,反应时间为5h,反应温度为60℃,通过改变不同的氨水浓度,即NH23·H2O/Zn+摩尔浓度比例,来控制铝基底上“长出”的薄膜的微观结构形貌以及化学物质组成。 (2)对所制备出的不同样品通过使用SEM进行表面形貌分析,利用XRD来分析表面化学物质组成。对这两种测试结果进行对比和分析可知,在NH3·H2O/Zn2+摩尔浓度比例为0.75:1时,所制备的薄膜是具有层状“纳米墙”结构的Zn-Al LDH化合物,水滴静态接触角为161.39°,滚动角小于10°;在NH2+3·H2O/Zn摩尔浓度比例为1.25:1时,所制备的薄膜是具有层状微纳复合结构的Bayerite/Zn-Al LDH复合物,水滴静态接触角167.32°,滚动角小于3°。 (3)通过在–10℃低温环境下观察每个样品表面水滴的结冰时间,发现具有层状微纳复合结构的Bayerite/Zn-Al LDH超疏水薄膜延迟结冰时间为380s,优于具有层状“纳米墙”结构的Zn-Al LDH超疏水薄膜,延迟结冰时间为249s。可见,超疏水表面的微观结构对其结冰延迟时间有直接影响。通过测试出具有不同接触角的表面所具有的粘附力大小,得知所制备的超疏水表面都有效地降低了冰层与基底表面之间粘附作用。具有层状“纳米墙”结构的Zn-Al LDH超疏水表面和具有层状微纳复合结构的Bayerite/Zn-Al LDH超疏表面的抗覆冰粘附性能分别提高了3.05倍和8倍。通过相关的抗覆冰测试、SEM及XRD测试分析结果可知,表面微观形貌对超疏水表面抗覆冰行为起着决定性的作用,表面粗糙度越大,疏冰能力越强。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈云富;尹冠军;;化学刻蚀法制备铝合金基超疏水表面[J];科学技术与工程;2010年27期
2 潘立宁;董慧茹;毕鹏禹;;SDBS/HCl化学刻蚀法制备具有纳米-微米混合结构的铝基超疏水表面[J];高等学校化学学报;2009年07期
3 郭兴林,谢琼丹,赵宁,梁松苗,王笃金,徐坚;仿生高分子的研究进展[J];化学进展;2004年06期
4 粟常红;肖怡;崔喆;刘承果;王庆军;陈庆民;;一种多尺度仿生超疏水表面制备[J];无机化学学报;2006年05期
5 韩海强;方国平;张宏筠;彭金璋;李文;乔冠军;;亚微观粗糙表面润湿各向异性及振动能影响研究[J];湘潭大学自然科学学报;2009年02期
6 段辉;熊征蓉;汪厚植;赵惠中;高殿强;;超疏水性涂层的研究进展[J];化学工业与工程;2006年01期
7 ;简讯[J];弹性体;2007年02期
8 王景明;郑咏梅;江雷;;超疏水网状结构对水中气泡的转移作用[J];高等学校化学学报;2008年12期
9 王帅波;尹衍升;刘涛;滕少磊;;超疏水膜改性Fe_3Al在海水中的腐蚀行为[J];中国腐蚀与防护学报;2009年02期
10 郑傲然;周明;杨加宏;;仿生超疏水表面的制备及润湿性研究[J];功能材料;2007年11期
11 黎卓华;何新华;陈志武;徐浚楠;;化学溶液沉积法制备超疏水氧化锌薄膜[J];人工晶体学报;2009年S1期
12 袁志庆;陈洪;汤建新;石璞;张继德;赵德坚;曾艳清;龚慧芳;付欣;;超疏水聚丙烯表面的制备及血液相容性研究[J];功能材料;2007年08期
13 阴启明;叶嘉明;周勇亮;;超亲疏水图案改善阵列芯片质量[J];高等学校化学学报;2008年08期
14 郑占申;闫培起;杨晖;;防水和自洁在材料中的应用[J];中国陶瓷;2009年03期
15 庄伟;徐丽慧;徐壁;赵亚萍;蔡再生;;改性SiO_2水溶胶在棉织物超疏水整理中的应用[J];纺织学报;2011年09期
16 陈新华,孟庆祥;超疏水固体表面的形态特征[J];许昌学院学报;2005年05期
17 ;一种超疏水聚苯乙烯薄膜及其制备方法[J];化工进展;2008年05期
18 杨金鑫;文秀芳;皮丕辉;郑大锋;程江;杨卓如;;CaCO_3/SiO_2复合粒子的制备及其在超疏水涂层中的应用[J];硅酸盐学报;2009年01期
19 高强;徐耀;吴东;孙予罕;;超疏水有机-无机杂化硅基介孔分子筛对苯丙氨酸的吸附研究[J];化学学报;2009年15期
20 王前进;安秋凤;刘岳;李献起;袁俊敏;;仿生超疏水棉织物的制备与表面分析[J];高分子材料科学与工程;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 廖张洁;朱钟鸣;郭宏磊;彭懋;;透明抗静电超疏水材料的制备[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
2 朱小涛;张招柱;;兼具耐磨功能和可修复功能的超疏水材料[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
3 姜程;王齐华;;超疏水表面的研究及制备[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
4 ;超疏水材料表面的结冰行为研究[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
5 康志新;;金属表面的有机镀膜及纳米薄膜的超疏水特性[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
6 殷波;方亮;胡佳;唐安琼;魏文侯;何建;;利用超疏水技术改善镁合金耐蚀性能的初步研究[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年
7 张靓;赵宁;徐坚;;氰基丙烯酸甲酯聚合一步制备超疏水涂层[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 何周坤;马猛;许相川;王建英;陈枫;傅强;;网络结构对表面的超疏水性质的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 王健君;;低温下超疏水防结冰高分子材料的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 宋丽云;彭顺金;;超疏水自清洁表面研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴若梅;超疏水铝合金表面的仿生构建[D];中南大学;2012年
2 杨周;仿生超疏水功能表面的制备及其性能研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 张泓筠;超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用[D];湘潭大学;2013年
4 赵玉顺;绝缘子超疏水涂层制备方法与防冰性能研究[D];重庆大学;2010年
5 杨昊炜;聚硅氧烷超疏水表面制备及其性能研究[D];复旦大学;2011年
6 李杰;镁合金及硅基底超疏水表面的制备与性能研究[D];大连海事大学;2012年
7 王帅;静电纺丝法制备功能性超疏水材料[D];吉林大学;2013年
8 张里程;钛内植物表面纳米银超疏水抗菌涂层的构建和评估[D];中国人民解放军军医进修学院;2013年
9 黄相璇;超疏水/超亲油水性环氧树脂乳液涂层的制备及在油水分离滤纸中的应用研究[D];华南理工大学;2012年
10 杨浩;超疏水/超亲油不锈钢滤网涂层的制备及表面润湿性研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张效凯;铝基层状微纳超疏水表面的制备及抗覆冰行为研究[D];湘潭大学;2013年
2 李杨;铝基超疏水表面的制备及耐蚀性能研究[D];大连理工大学;2012年
3 张红霞;铝基超疏水表面的制备及性能研究[D];兰州交通大学;2013年
4 窦庆乐;铝基超疏水表面制备方法研究[D];大连理工大学;2010年
5 汪乐锋;金属基超疏水表面的制备及憎水憎冰性研究[D];华北电力大学;2013年
6 潘立宁;化学刻蚀及溶胶—凝胶法制备具有纳米—微米混合结构的超疏水表面[D];北京化工大学;2011年
7 范旭娟;典型金属基仿生超疏水表面的制备方法研究[D];大连理工大学;2012年
8 王莉;超疏水防腐蚀技术研究[D];东北石油大学;2011年
9 陈钰;仿生超疏水表面制备及性能研究[D];武汉工程大学;2012年
10 卢思;微纳米结构超疏水表面制备和减阻机理研究[D];清华大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 科信;超疏水塑料薄膜研制成功[N];中国化工报;2004年
2 王启兵;超疏水纳米二氧化硅研制成功[N];中国化工报;2006年
3 王平;江雷:创造“开关材料”[N];中国工业报;2010年
4 郑千里;纳米新材料实现超疏水/超亲水可逆转[N];科技日报;2004年
5 姜伟明;沪铝与LME铝基差扩大[N];期货日报;2003年
6 记者 李琮;纳米复合涂料技术取得新突破[N];中国化工报;2006年
7 刘忠奎 记者 李丽云;孔状铜网小船“水上漂”[N];科技日报;2009年
8 汪携;铝基块体金属玻璃面世[N];中国化工报;2009年
9 唐献民;广西倾力打造铝基地[N];中国矿业报;2003年
10 广东科德;异动股点评[N];深圳商报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978