金属表面微纳结构制备及其性能研究

《金属表面微纳结构制备及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、（申请工学硕士学位论文）金属表面微纳金属表面微纳结构制备及其结构制性能研究备及其性能研究培养单位：机电工程学院陈玉学科专业：机械工程雪研究生：陈玉雪武汉指导教师：章桥新教授理工副指导教师：黄行九研究员大学2014年05月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文金属表面微纳结构制备及其性能研究题目英文Thefabricationofmicro/nanostructureonmetal题目substratesurfacesandthestudyoftheirperformance研究生姓名陈玉雪姓名章桥新职称教授学位硕士指

2、导教师单位名称机电工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称机械工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2014年26月答辩委员会主席胡业发评阅人刘蓉2胡业发2014年05月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论

3、文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研

4、究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要随着金属及其合金应用的不断深入，材料的综合机械性能的不足日益凸显，提高材料综合性能已经成为各行各业亟待解决的关键问题。针对以上问题，本文通过在金属表面构筑不同的微/纳米结构，实现将金属表面的超疏水、自清洁特性与抗腐蚀、减小流动阻力的统一，同时也是对超疏水表面的一个拓展性研究，为其提供更加广阔的应用空间。本文进行了以下几方面的探索与研究：（1）创新性地改变以往超疏水表面无序粗糙结构的现象，通过在铜基表面涂覆一定厚度的光刻胶模板，然后基于两步无电沉积的氧化还原反应，

5、制备了铜/银异质复合微纳阵列结构，探索了溶液浓度、反应时间等条件对形貌的影响，结果表明：对于节距和孔径为8μm的光刻胶模板，在0.2MCuSO_４溶液中沉积6分钟，随后在0.02M的AgNO_３溶液中还原70秒后的表面润湿性达到最佳值；这两种形貌都具有良好的均一性和阵列分布，便于形貌调控；XRD衍射图谱和EDX图谱了确定表面粗糙结构的组成和分布。（2）研究了两种典型形貌各自的润湿性能，测试了包括静态和动态接触角、滚动角、液滴的弹跳、蒸发现象等一系列指标。利用液体与固体表面润湿性模型（Wenzel和Cassie-Baxter模型）

6、进行理论分析和现象解释，通过模型的简化与计算对以上实验结果进行验证，证实了液滴在两种形貌下的润湿状态分别对应的理论模型。（3）对微纳分形形貌表面的自清洁、耐蚀性和SERS增强性能进行研究，样品对不同pH值溶液的超疏水性能显示出其表面形貌的稳定性，对强酸、强碱溶液和模拟海水长时间的稳定性显示了处理后的表面的耐蚀性能有了很大的提高。（4）对铝合金超疏水表面的制备进行了探索，应用简单湿化学刻蚀法，对单一盐酸刻蚀、SDBS辅助盐酸刻蚀以及两种酸（HF/HCl）分步刻蚀进行对比，研究了刻蚀溶液的浓度、辅助刻蚀剂的添加、刻蚀时间及表面氟化处

7、理方法及时间对铝合金表面微纳粗糙形貌及润湿性能的影响。（5）初步探索表面形貌对摩擦性能的影响，在载荷为1.65N时，将具有微纳结构的试样和光滑铝合金分别与GCr15钢球（硬度HV=15GPa，粗糙度I万方数据武汉理工大学硕士学位论文Ra=0.01µm）对磨，试验时间为3min。利用扫描电子显微镜、场发射扫描电镜观察分析不同形貌的材料磨痕的形貌及其成分，并探讨了铝基微纳表面形貌的摩擦磨损机理。结果显示，添加表面活性剂的盐酸溶液刻蚀后的形貌达到表面润湿性和摩擦学性能的良好结合。关键词：微纳结构，湿法刻蚀，无电沉积，摩擦磨损，耐腐蚀性

8、能II万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractWithexpandingapplicationofmetalsandtheiralloys,thelackofcomprehensivemechanicalpropertiesofmaterialsismo