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、防結冰、流體減阻及抑制表面腐蝕等特點，因而在船舶、水流運輸及航天航空等行業(yè)具有廣闊的應用前景。通常，超疏水表面并不具備很好的疏油性，這阻礙了它在實際中的應用。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用空間，例如在防污漬、油水分離、石油運輸及減少石油污染等方面的應用。鈦合金因其具有密度小、比強度高、耐熱耐腐蝕等優(yōu)異性能

2、，在航空、軍事、化工等領域被廣泛地應用。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)電化學陽極氧化技術提出了簡單、經(jīng)濟、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建出微米級孔洞粗糙結構，在中性電解液中僅利用一步陽極氧化構建出具有凹角形貌的微納米雙重結構;經(jīng)過氟硅烷低表面能修飾后，鈦合金表面分別實現(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、微觀形貌及化學組成進行了表征，結果表明，合適的微觀粗糙結構及低表面能修飾的共同作用是表面實現(xiàn)超疏水/超雙疏性的關鍵。通過表面穩(wěn)定性實驗驗證了制備的超疏水/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驗裝置。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之間壓差值在不同水流速度