铜基_镁基超疏水表面的构筑及其性能研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）铜基／镁基超疏水表面的构筑及其性能研究硕士研究生：黄宗凯指导教师：景晓燕教授企业导师：钟兆魁高工工程领域：化学工程论文主审人：董国君教授哈尔滨工程大学２０１８年５月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）铜基/镁基超疏水表面的构筑及其性能研究硕士研究生：黄宗凯指导教师：景晓燕教授学位级别：工程硕士工程领域：化学工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年05月08日论文答辩日期：2018年06月08

2、日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）StudyontheFormationandPropertiesofSuperhydrophobicSurfacesBasedonCopper/MgCandidate:HuangZongkaiSupervisor:Prof.JingXiaoyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineerin

3、gEngineeringField:ChemicalEngineeringDateofSubmission:May.08,2018DateofOralExamination:June.08.2018University:HarbinEngineeringUniversity铜基/镁基超疏水表面的构筑及其性能研究摘要随着新世纪以来人类海洋开发的步伐不断加快，海洋腐蚀问题越来越受到人们的重视。超疏水表面处理技术作为一项新型的防腐蚀技术，有效地减小了腐蚀介质与金属基底的接触面积，能够从根本上解决海洋腐蚀这个难题。本文采用了氢气泡动态模板法

4、和电沉积法在铜合金基底上构筑了硬脂酸铜/镍多级结构的超疏水表面，通过化学膜转化法在镁合金基底上构筑了微/纳米片层磷酸锌盐超疏水表面。对所制备的超疏水表面的成分、结构和形貌进行表征，研究了超疏水表面的组成。通过稳定性和持久性测试研究了所制备的超疏水表面在不同环境中的稳定性，同时还通过电化学测试研究了所制备的超疏水表面在模拟海水环境中的耐蚀性。通过氢气泡动态模板法在铜合金基底上构筑了硬脂酸铜超疏水表面。测得的静态接触角高达158º，同时具有非常良好的化学稳定性和长期稳定性。通过润湿性测试和耐蚀性测试研究了沉积时间和高温氧化对超疏水膜层性

5、能的影响。抗腐蚀测试表明该表面显著的提高了铜合金在海水环境中的耐蚀性，其缓蚀效率可以高达99.96%，即使在长期浸泡测试后，膜层仍具有非常好的耐蚀性。通过简单的一步电沉积法在铜合金基底上构筑了微/纳米花瓣状结构的硬脂酸镍超疏水表面。测得的静态接触角高达158.57º，同时具有非常好的化学稳定性、长期稳定性和自清洁性。通过润湿性测试和耐蚀性测试研究了沉积电压对超疏水膜层性能的影响。抗腐蚀测试表明该超疏水表面在海水环境中的缓蚀效率可以高达99.98%，其阻抗值为35MΩ·cm2，并且膜层的耐蚀性具有长期有效性。通过化学膜转化法在镁合金基

6、底上构筑了具备微/纳米层片状复合结构的磷酸锌盐膜层，通过硬脂酸的修饰成功制备了超疏水膜层。测得的静态接触角可达159.21º，同时超疏水表面具有非常好的化学稳定性、长期稳定性和机械稳定性。通过润湿性测试和耐蚀性测试研究了磷化时间对超疏水膜层性能的影响。抗腐蚀测试表明该超疏水表面在海水环境中的缓蚀效率可达99.99%，其阻抗高达13MΩ·cm2，即使在长期浸泡测试后，膜层仍具有非常好的耐蚀性。关键词：超疏水；铜合金；镁合金；腐蚀与防护；电化学铜基/镁基超疏水表面的构筑及其性能研究ABSTRACTWiththeacceleratingp

7、aceofhumanoceandevelopmentsincethenewcentury,theissueofmarineerosionhasreceivedmoreandmoreattention.Asanewanti-corrosiontechnology,superhydrophobicsurfacetreatmenttechnologyeffectivelyreducesthecontactareabetweenthecorrosivemediumandthemetalsubstrate,andcanfundamentall

8、ysolvetheproblemofmarinecorrosion.Inthispaper,asuperhydrophobicsurfaceofcopperstearate/nickelmultistagestructurewasco