模芯钴含量对仿荷叶PDMS制件表面疏水性的影响

论文摘要

目的在采用电铸镍钴合金提高模芯硬度的基础上,研究模芯钴含量对仿荷叶PDMS制件表面质量与疏水性的影响,探明镍钴合金模芯用于模板法制备仿荷叶超疏水表面的可行性。方法采用电铸-聚二甲基硅氧烷（PDMS）二次复制模板法先后制备荷叶母模、镍钴合金电铸模芯与仿荷叶疏水表面PDMS制件。采用数字式显微硬度仪、超景深三维显微镜、Image-Pro Plus图像处理软件、激光共聚焦显微镜等分析模芯钴含量对模芯硬度与PDMS制件表面微结构、粗糙度及疏水性的影响。最后采用接触角测量仪进一步测量与分析PDMS制件表面的疏水性能。结果当镍钴合金模芯钴含量（质量分数计）达到22.4%以上时,模芯硬度较纯镍模芯由244.1HV提升至450HV以上。当模芯钴含量从0增加到51.5%时,仿荷叶PDMS制件表面微结构深宽比先从2.12减小至1.72,再增加至2.38;微结构面积占比从19.15%减小至15.03%;表面粗糙度Ra值从59.01μm增加至74.93μm;静态接触角从166.22°线性减小至149°左右,疏水性降低。结论相比微结构深宽比与面积占比,表面粗糙度对PDMS制件疏水性的影响占主导作用。镍钴合金模芯硬度显著提高的同时,随钴含量的增大,仿荷叶PDMS制件的静态接触角从166.22°减小至149°左右,但仍具有良好的疏水性。

论文目录

• 1 实验
•   1.1 荷叶母模制备
•   1.2 镍钴合金模芯电铸
•   1.3 PDMS制件制备
• 2 结果及分析
•   2.1 镍钴合金电铸模芯钴含量及硬度
•     2.1.1 电铸模芯钴含量
•     2.1.2 电铸模芯硬度
•   2.2 仿荷叶PDMS制件成形质量及疏水性分析
•     2.2.1 微结构深宽比及疏水性分析
•     2.2.2 微结构面积占比及疏水性分析
•     2.2.3 表面粗糙度
•   2.3 仿荷叶PDMS制件疏水性能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 董彦灼,蒋炳炎,强军

关键词: 镍钴合金,电铸模芯,模芯硬度,仿荷叶,表面质量,疏水性

来源: 表面技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 中南大学机电工程学院

基金: 国家自然科学基金重大研究计划培育项目(91123012),中南大学研究生自主探索创新项目(2018zzts149)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.026

页码: 182-188

总页数: 7

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