刻蝕法制備SiC-Al復合材料超疏水-超疏油表面試驗研究.pdf

1、因具有自清潔、耐腐蝕、低摩擦、減阻和抗粘附等優(yōu)異特性，超疏水/超疏油表面有著很好的應用前景，因此其制備也一直備受國內(nèi)外研究者的關注。目前所制備的金屬基超疏水/超疏油表面大多存在工作壽命不足、可靠性不高等問題。對此，本文提出采用刻蝕法來制備碳化硅顆粒增強鋁基（SiC/Al）復合材料超疏水/超疏油表面，以期制備出耐侯性更好、工作壽命更長、可靠性更高的自清潔表面。本文以SiC/Al復合材料為基材，重點研究分析了刻蝕表面的微觀形貌特征和潤濕特性

2、，評價了表面的超疏水/超疏油效果，并特別對超疏水/超疏油表面的耐熱沖擊能力進行了測試。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）研究分析了采用Beck試劑對SiC/Al復合材料進行化學刻蝕所制備表面的微觀形貌和潤濕特性，并評價了其耐熱沖擊能力。結果表明：歷經(jīng)較短的刻蝕時間（5s）后，SiC/Al復合材料的刻蝕表面呈現(xiàn)出由微米級粒狀結構和納米級凹坑結構復合而成的層次性完美的微觀結構特征；修飾后，刻蝕表面擁有極好的超疏水特性，表面接觸角高達165

3、.7o，滾動角低至3o。
　?。?）研究分析了 SiC/Al復合材料經(jīng)電化學蝕刻后的表面的微觀形貌和潤濕特性，并評價了其耐熱沖擊能力。結果表明：較高電流密度（6A/dm2）刻蝕后的 SiC/Al復合材料表面呈現(xiàn)出由微米級“粒狀”結構和納米級結構（顆粒狀和波鱗狀）復合而成的微-納雙層結構特征；基于 SiC/Al復合材料能夠通過電化學蝕刻技術制備出靜態(tài)接觸角高達160.7o、滾動角為4o的超疏水自清潔表面。
　?。?）研究分析了

4、采用電化學刻蝕-沸水組合處理方法在SiC/Al復合材料表面所制備的表面的微觀形貌和潤濕特性，并評價了其耐熱沖擊能力。結果表明：電化學刻蝕-沸水浸泡組合處理后的 SiC/Al復合材料表面布滿了納米級線狀結構，且隨著蝕刻時間的延長，表面覆蓋的納米級線狀結構分布更趨密集；基于 SiC/Al復合材料能夠通過電化學蝕刻-沸水浸泡組合處理技術制備出水滴的靜態(tài)接觸角高達161.2o、油滴的靜態(tài)接觸角高達155o、水滴的滾動角低至2o及油滴的滾動角低至