超疏水-超雙疏鈦合金表面制備及其減阻性研究.pdf

1、超疏水表面具有自清潔、防結(jié)冰、流體減阻及抑制表面腐蝕等特點(diǎn)，因而在船舶、水流運(yùn)輸及航天航空等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。通常，超疏水表面并不具備很好的疏油性，這阻礙了它在實(shí)際中的應(yīng)用。而超雙疏表面對水和油均具有極大的排斥性，不僅能夠用于油性環(huán)境中，且?guī)缀蹙邆涑杷砻娴乃刑匦?。因此，超雙疏表面比超疏水表面具有更加廣闊的應(yīng)用空間，例如在防污漬、油水分離、石油運(yùn)輸及減少石油污染等方面的應(yīng)用。鈦合金因其具有密度小、比強(qiáng)度高、耐熱耐腐蝕等優(yōu)異性能

2、，在航空、軍事、化工等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。所以，制備出超疏水/超雙疏鈦合金表面具有非常重要的研究意義。
　　論文依據(jù)電化學(xué)陽極氧化技術(shù)提出了簡單、經(jīng)濟(jì)、高效的新方法制備出超疏水或超雙疏鈦合金表面:在堿性電解液中僅利用一步陽極氧化構(gòu)建出微米級孔洞粗糙結(jié)構(gòu)，在中性電解液中僅利用一步陽極氧化構(gòu)建出具有凹角形貌的微納米雙重結(jié)構(gòu);經(jīng)過氟硅烷低表面能修飾后，鈦合金表面分別實(shí)現(xiàn)了超疏水性和超雙疏性。利用接觸角測量儀、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀和X

3、射線衍射儀等分別對超疏水/超雙疏鈦合金表面的潤濕性、微觀形貌及化學(xué)組成進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，合適的微觀粗糙結(jié)構(gòu)及低表面能修飾的共同作用是表面實(shí)現(xiàn)超疏水/超雙疏性的關(guān)鍵。通過表面穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了制備的超疏水/超雙疏鈦合金表面具有很好的持久性和穩(wěn)定性。
　　為探究制備的超疏水鈦合金表面的水流減阻特性，基于壓差法測流阻的原理，搭建了宏觀槽道減阻實(shí)驗(yàn)裝置。在層流條件下，針對普通表面槽道和超疏水鈦合金表面槽道測得兩點(diǎn)之間壓差值在不同水流速度