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纳米晶和普通304不锈钢表面润湿性能研究

作 者: 尹小荷
导 师: 封文江;王胜刚
学 校: 沈阳师范大学
专 业: 凝聚态物理
关键词: 纳米晶304不锈钢 接触角 粗糙度 润湿性能
分类号: TG174
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要


低表面能表面由于本身具有自清洁,减阻,减摩擦,抗污染,防止表面腐蚀以及抗氧化等特性。因此,具有低表面能的材料在自清洁,减阻及生物医学等领域中具有应用前景。通常情况下制备低表面能表面有两个途径:一是用低表面能的物质修饰粗糙的表面;二是改变表面的粗糙度。根据现有方法,已经成功的制备出低表面能表面,只是这些方法需要特殊的加工设备以及较复杂的工艺过程。通过对纳米晶和普通304不锈钢样品表面接触角,前进角和后退角测量,分析了纳米晶和普通304不锈钢样品表面粗糙度对润湿性能的影响。通过比较得出了纳米晶304不锈钢材料的接触角大于普通304不锈钢,而接触角滞后小于普通304不锈钢,从而证明了纳米晶304不锈钢样品具有较低的表面能,更有利于疏水。并通过共聚焦显微镜,粗糙度测量仪和X-射线光电子能谱,对不同型号砂纸打磨的纳米晶和普通304不锈钢样品表面进行了分析,得到了粗糙度和润湿性能的关系。由于实验针对的是材料本身非修饰的表面,所以得到的润湿性能是材料本征的性能,与以往在修饰后表面研究润湿性能不同,本文中对实验数据的影响主要是材料本身的因素。提出化学/电化学腐蚀两步法在纳米晶和普通304不锈钢表面上制造疏水表面。两步法比单独化学或电化学腐蚀法在时间上缩短了1-2个数量级,且不受晶形限制,同时电化学腐蚀所使用的电流密度也减小1个数量级,降低了对电源设备的要求,有望应用于工业生产。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-13
  一、润湿性概述  8-9
  二、接触角定义以及Young's方程  9
  三、Wenzel和Cassie理论  9-10
  四、接触角滞后和滚动角  10-11
  五、表面粗糙度  11
  六、超疏水表面的制备方法  11-12
  七、超疏水表面的应用  12
  八、本文立题思想  12-13
第二章 实验仪器和方法  13-17
  一、实验仪器  13-16
  二、实验原理  16
  三、实验方法  16-17
第三章 纳米晶和普通304不锈钢表面粗糙度与润湿性能关系的研究  17-56
  一、引言  17
  二、实验部分  17-55
    (一) 实验材料和仪器  17
    (二) 实验方法  17
    (三) 结果与讨论  17-55
  三、小结  55-56
第四章 化学/电化学两步法快速制备304不锈钢疏水表面  56-59
  一、引言  56
  二、实验部分  56-58
    (一) 实验材料和仪器  56
    (二) 实验方法  56
    (三) 结果与讨论  56-58
  三、小结  58-59
第五章 结论  59-60
参考文献  60-63
个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文  63-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护
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