化學(xué)刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究.pdf

1、化學(xué)刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究化學(xué)刻蝕疏水涂層的池沸騰和防垢研究Poolboilingantifoulingonhyhobiccoatingspreparedwithchemicaletching（國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，資助號(hào)：No.20876106)學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：惠龍飛指導(dǎo)教師：劉明言教授天津大學(xué)化工學(xué)院2013年6月摘要為了研究化學(xué)刻蝕預(yù)處理對(duì)于疏水表面池沸騰和污垢沉積特性的影響，本文在經(jīng)過化學(xué)刻蝕處理的AISI

2、304不銹鋼基底上制備了粗糙疏水涂層表面，研究了工藝參數(shù)對(duì)涂層的表面形貌和疏水性能的影響，確定了較優(yōu)的化學(xué)刻蝕工藝條件。由于材料表面結(jié)構(gòu)和表面特性在池沸騰過程有著重要作用，因此本文中，采用化學(xué)刻蝕和液相沉積法在不銹鋼基底表面構(gòu)建了微納米微細(xì)階層結(jié)構(gòu)，并采用低表面能物質(zhì)氟硅烷對(duì)表面進(jìn)行改性。使用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、表面粗糙度儀、接觸角測(cè)量?jī)x、俄歇電子能譜和X射線電子能譜對(duì)涂層的表面形貌、元素組成及表面自由能進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)化學(xué)刻蝕處理能夠在基

3、底上形成表面粗糙結(jié)構(gòu)，明顯提高復(fù)合涂層的疏水性能，疏水性的提高與刻蝕液濃度及刻蝕時(shí)間存在正相關(guān)關(guān)系。在池沸騰裝置中，對(duì)不同條件下獲得的表面?zhèn)鳠釓?qiáng)化和防垢性能進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，化學(xué)刻蝕能夠明顯強(qiáng)化表面的沸騰傳熱性能。與拋光不銹鋼表面相比，化學(xué)刻蝕疏水涂層的沸騰傳熱系數(shù)提高一倍左右。在CaSO4溶液中進(jìn)行的污垢實(shí)驗(yàn)表明，疏水涂層能夠降低換熱表面的污垢熱阻，在熱通量為50.69kWm2，溶液濃度由1.8gL增加至2.1gL時(shí)，分別考察