無氟銅基超疏水表面的制備及其耐腐蝕性能研究

李雪伍，段世龍，石 甜，梁靖松，施 衛(wèi)

(1.西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安 710054；2.江蘇沙源檢測校準(zhǔn)技術(shù)有限公司，江蘇 蘇州 215600)

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銅及其合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、延展性、耐磨性等優(yōu)點[1]，被廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、國防、軍工等重要領(lǐng)域。銅的化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，但當(dāng)銅及其合金應(yīng)用于較為惡劣環(huán)境時易發(fā)生腐蝕[2，3]。腐蝕行為不僅會影響工業(yè)設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重時會對人民生命財產(chǎn)造成極大安全隱患。因此，銅基材料腐蝕防護(hù)十分必要。超疏水薄膜表面具備優(yōu)異耐腐蝕性能，利用超疏水薄膜將腐蝕介質(zhì)與基體材料隔絕分離是一種有效的防護(hù)措施[4]，同時超疏水材料還具備自清潔[5]、抗污染[6]等功能特性。

目前，構(gòu)筑超疏水材料表面需滿足表面微納米粗糙結(jié)構(gòu)和低的表面能2 個基本條件。因此，制備超疏水表面主要遵循兩個思路，一是在低表面能材料上構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)，二是使粗糙結(jié)構(gòu)低表面能化。近年來科研人員開發(fā)了多種多樣的超疏水表面制備方法，例如化學(xué)刻蝕法[7]、噴涂法[8]、陽極氧化法[9]等。Zhang等[10]通過化學(xué)刻蝕法在不銹鋼基材上制備了超疏水表面，其超疏水表面表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和自清潔性能，且表面水接觸角高達(dá)159°，滾動角低至2°。Wang等[11]采用兩步噴涂法制備鋁基材超疏水表面，通過在基材上噴涂烴類樹脂膠粘劑，然后將二氯二甲基硅烷改性的疏水二氧化硅納米顆粒噴涂于膠底漆上，其表面水接觸角達(dá)到153.5°，滾動角僅有1.8°，且在砂紙磨損、手指擦拭和刮刀測試中，均表現(xiàn)出良好的耐磨性。……