何为超疏水材料?

超疏水材料是指材料表面与水的接触角大于 150°而滚动角小于 10°的材料。自然界也有很多超疏水材料,如荷叶、水稻叶子、蝴蝶翅膀、水黾脚等。通过研究,人们不仅发现了许多自然界中存在的超疏水现象及其表面结构,而且还可以通过多种方法人工合成超疏水表面。目前,制备超疏水表面的途径有两种:

(1)在具有微纳米粗糙结构表面上修饰低表面能物质;

(2)在具有低表面能的物质表面构造微纳米粗糙结构。

非接触粗糙度测量仪器(接触角测量仪在超疏水材料中的应用)(1)

今天主要分析一下电镀技术(电化学沉积法)获得金属超疏水表面,应用汽车行业与机械仪器方面的情况。

谈及到汽车行业与机械仪器,我们就不得不说到铜以及其合金,因为铜具有高导电高导热性、适宜的强度、易加工成形性的优势,经常应用于汽车中的热交换器、散热器、齿轮、电元器件、轴承、垫圈以及各类接头和机械仪器中的电机、电路、控制系统和气压系统中。然而铜及铜合金材料容易腐蚀,一旦发生腐蚀,器件外观会受到影响,更主要的是其性能也会遭到减弱,因此,就需要做金属防腐处理。

非接触粗糙度测量仪器(接触角测量仪在超疏水材料中的应用)(2)


一种新颖的抑制铜腐蚀方法,就是在铜表面制备超疏水膜层,利用超疏水膜层优异的超疏水以及自清洁性能,防止水分与腐蚀性物质在表面滞留,从而提高铜表面防腐蚀能力。新颖的抑制铜腐蚀方法,用接触角仪可表征其接触角度及润湿效果。

张朗萍等人用采用化学沉积法(电镀技术),在铜基体表面沉积纳米银,通过全氟辛酸修饰后制备出具有良好防腐性能的铜超疏水表面,通过接触角仪的测量超疏水表面接触角均达到 160°以上。该超疏水表面具有较好的防腐性能又体现自清洁性能。

非接触粗糙度测量仪器(接触角测量仪在超疏水材料中的应用)(3)

非接触粗糙度测量仪器(接触角测量仪在超疏水材料中的应用)(4)

随着汽车行业和机械仪器越来越多,这种在金属表面制备超疏水膜层的需求会越来越多,而超疏水的表征仪器——接触角测量仪,将会被更多的应用场景所采用。

非接触粗糙度测量仪器(接触角测量仪在超疏水材料中的应用)(5)

参考文献:

[1]  刘成宝, et al."超疏水材料的研究进展." 苏州科技大学学报(自然科学版) 35.04(2018):1-8.

[2]  张朗萍.铜制零部件表面防护性能研究.2020.桂林理工大学,MA thesis.


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