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2J85材料超疏表面制备工艺研究

作　者: 赵敏
导　师: 陈伟平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 超疏水化学刻蚀法模板法电化学沉积法
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来，超疏水材料引起了人们越来越多的关注，在工农业生产和人们的日常生活中都有着非常广阔的应用前景。构建超疏水性纳米界面材料在基础科学和应用领域都具有极其重要的意义。本论文研究的内容是对基于纳米超疏效应的液浮转子微陀螺的转子表面进行超疏性的研究，在硬磁材料表面生长稳定的具有较大接触角的超疏水层，采用三种方法成功地对2J85材料表面进行了超疏处理。主要内容包括：采用化学刻蚀与表面氟化相结合的方法，成功的在2J85材料基底上制备出了超疏水表面，接触角可达到152°，在实验中研究了刻蚀时间和腐蚀溶液浓度对疏水性的影响。采用模板法，以多孔氧化铝薄膜为模板，将PDMS浇注聚合在基底表面，形成与氧化铝膜孔排列一致的纳米级柱状表面结构，表面接触角可以提高到154°。研究了PDMS膜中化学组分和表面特殊结构对超疏水性的影响。利用电化学沉积的方法，在2J85材料表面生长出一层十四酸铜微簇结构晶体，形成不规则的凹凸形貌，表面接触角最高值可达到154.5°，同时分析了沉积时间对超疏水性的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究目的  8
  1.2 制备超疏水性表面的方法  8-12
    1.2.1 电化学沉积法  8-9
    1.2.2 电化学腐蚀法  9-11
    1.2.3 溶胶-凝胶法  11-12
    1.2.4 等离子体处理法  12
    1.2.5 刻蚀法  12
  1.3 超疏制备技术中存在的问题  12-13
  1.4 本文的主要研究内容  13-15
第2章超疏表面理论基础  15-23
  2.1 荷叶效应  15-16
  2.2 固体表面浸润性  16
  2.3 接触角-静态表征  16-20
    2.3.1 接触角的概念  16-18
    2.3.2 水滴与粗糙结构表面接触的 Wenzel 方程  18-19
    2.3.3 水滴与粗糙结构表面接触的 Cassie 方程  19-20
  2.4 固体表面能  20-22
    2.4.1 固体的表面能的含义  20
    2.4.2 接触角法计算固体的表面能  20-21
    2.4.3 固体表面能与接触角之间的关系  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章化学腐蚀法制备超疏水性表面  23-40
  3.1 引言  23-24
  3.2 实验部分  24-31
    3.2.1 试剂和仪器  24
    3.2.2 化学刻蚀实验  24-25
    3.2.3 磁控溅射  25-28
    3.2.4 表面氟化  28-31
  3.3 结果与讨论  31-38
    3.3.1 化学刻蚀结果及分析  31-34
    3.3.2 磁控溅射结果  34-36
    3.3.3 表面氟化结果  36-38
  3.4 本章小结  38-40
第4章模板法制备超疏水性表面  40-44
  4.1 引言  40
  4.2 实验部分  40-42
    4.2.1 试剂仪器  40
    4.2.2 模板法制备超疏水表面  40-42
  4.3 结果与讨论  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章电化学沉积法制备超疏水性表面  44-51
  5.1 引言  44-45
  5.2 实验部分  45-47
    5.2.1 试剂仪器  45
    5.2.2 电化学沉积法制备超疏水表面  45-47
  5.3 结果与讨论  47-50
    5.3.1 电化学沉积法制备超疏水性测试  47-48
    5.3.2 超疏效果分析  48-49
    5.3.3 十四铜酸微簇结构的形成  49-50
  5.4 本章小结  50-51
结论  51-53
参考文献  53-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-59
致谢  59

2J85材料超疏表面制备工艺研究

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