TSA协同HCl化学刻蚀铝片构筑低粘附超疏水表面及其稳定性

论文摘要

目的通过化学刻蚀法制备铝基超疏水表面,并提高其机械稳定性和化学稳定性。方法以盐酸（HCl）为主刻蚀剂,对甲苯磺酸（TSA）为辅助刻蚀剂,通过化学刻蚀法构筑铝片微-纳米结构,涂覆硬脂酸后制备超疏水铝。探讨最佳刻蚀时间和浓度,通过FESEM、EDS和ATR-FTIR对铝片的表面结构和化学组成进行分析。利用接触角测量仪、电化学工作站和线性耐磨实验分别对铝表面的润湿性、耐腐蚀性和机械稳定性进行研究,并探讨铝在3.5%NaCl溶液中的化学稳定性。结果当TSA浓度为0.2 mol/L,刻蚀时间为8.0 min时,获得的超疏水表面接触角（CA）最大,为167.9°,滚动角（SA）为6.3°,对应的腐蚀电位较裸铝正向移动了742 mV,腐蚀电流密度降低了1个数量级。此外,该超疏水表面还具有良好的机械稳定性和化学稳定性,经砂纸磨损70 cm后,接触角仍高达155.9°。模拟海水环境测试化学稳定性发现,将其浸泡在3.5%NaCl溶液中,20天仍维持在一种粘附超疏水状态。结论通过调节化学刻蚀时间和TSA浓度在铝基表面制备得到微-纳米粗糙结构,硬脂酸改性后,获得具有超疏水性能的复合表面。该超疏水铝表面兼具优异的机械稳定性和化学稳定性能,并可以在高盐环境下保护铝基体。

论文目录

• 1 试验
•   1.1 原料与试剂
•   1.2 超疏水铝表面的制备
•   1.3 结构表征与性能测试
• 2 结果与分析
•   2.1 不同刻蚀条件下铝片表面浸润性
•   2.2 自清洁效果
•   2.3 表面形貌及化学成分
•   2.4 耐腐蚀性能
•   2.5 机械稳定性
•   2.6 化学稳定性
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘戈辉,邢敏,于婷,雷西萍

关键词: 超疏水,化学刻蚀法,耐腐蚀,稳定性

来源: 表面技术 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 西安建筑科技大学材料科学与工程学院

基金: “超级电容器电极材料设计与应用”团队建设资金资助~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.12.016

页码: 140-149+159

总页数: 11

文件大小: 2570K

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