色欲av饥渴人妻中文字幕,狼人大香伊蕉国产www亚洲,极品白嫩国产美女流白浆在线观看,一区二区三区在线观看亚洲欧洲乳头,国产一级A爱大片免费视频人与拘
市場咨詢:021-51035200   應急服務:18918186798
7×24H 全國統(tǒng)一服務電話:400-021-5767

電沉積法制備超疏水涂層的研究進展

發(fā)布時間:2020.10.27    點擊數(shù): 97201

      超疏水表面是指水滴表面靜態(tài)接觸角大于150°、滾動角(滑動角)小于10°的固體表面,在自然界中廣泛存在,如荷葉、水稻葉、玫瑰花瓣、壁虎腳掌、水黽腿、昆蟲眼、蝴蝶翅膀、甲殼蟲背殼等超疏水表面。

       1997年,德國植物學家BARTHLOTT和NEINHUIS通過對荷葉的研究發(fā)現(xiàn),荷葉表面具有微納米二級乳突結構,乳突表面又分布著納米級的蠟質(zhì)層。2003年,F(xiàn)ENG等基于荷葉表面微米乳突上存在的納米結構提出了超疏水性是表面復合微、納米二元結構和低表面能蠟質(zhì)層共同作用的觀點。

       研究發(fā)現(xiàn),超疏水涂層的制備方法可概括為兩種方式:在具有疏水性能的材料表面構造微結構;在具有親水性能的材料表面構造微結構并降低表面能。生活中常用的金屬大多具有親水性,在其表面構造微結構并且通過表面修飾劑修飾的方式可以獲得超疏水涂層。

        近年來,超疏水涂層因其獨特且優(yōu)異的性能,受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關注。根據(jù)Web of Science數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計,與超疏水涂層相關文章的發(fā)表數(shù)量以每年近15%速率增長。

      目前,在材料表面制備超疏水涂層的方法主要有刻蝕法、電沉積法、溶膠-凝膠法、相分離法、靜電紡絲法等。其中,電沉積法具有工藝簡單、設備低廉、操作容易、重復性高等優(yōu)勢,利于產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),并且可通過改變加工參數(shù)獲得各種微納米結構的表面,因此該方法備受關注。

        電沉積技術是一種應用廣泛的金屬沉積技術,主要用于金屬基體的涂覆,以改善金屬表面的外觀、耐磨損和耐腐蝕等特性。電沉積過程是一種電化學過程,也是氧化-還原過程,其研究的重點是“陰極沉積”。

       上圖為實驗室典型電沉積裝置示意圖,陽極和陰極(通常是被涂覆的基體)浸在含有金屬離子的電解液中,在兩個電極之間施加一定的電勢,陽極發(fā)生氧化反應而溶解,陰極發(fā)生還原反應使金屬離子沉積在其表面形成涂層。

      電沉積法按沉積原理可分為陽極電沉積和陰極電沉積。金屬電沉積的難易程度以及沉積物的結構形態(tài)不僅與沉積金屬的性質(zhì)有關,而且與電解質(zhì)的組成、pH、溫度、電流密度等因素有關,故可以通過電流密度、鍍液添加劑和鍍液的化學性質(zhì)等多種參數(shù)來控制超疏水涂層的制備。根據(jù)其工作條件不同,電沉積法可分為直流電沉積、脈沖電沉積、掃描電沉積以及復合電沉積等。

01直流電沉積法

       直流電沉積法是采用直流電源進行沉積的過程。新晶核的生成和晶體的成長是電沉積過程中非常關鍵的步驟,主要取決于吸附表面的擴散速率和電荷傳遞反應速率,這兩個步驟會直接影響涂層晶粒的大小。如果陰極表面具有高表面擴散速率,電荷傳遞反應相對較慢,導致少量原子吸附以及電勢過低,這有利于晶體的成長;相反,低的表面擴散速率和大量的吸附原子以及高的過電勢,都將增加成核速率。電解液的組成和沉積時間會影響吸附表面的擴散速率和電荷傳遞反應速率,因此這兩個因素都是影響直流電沉積的關鍵因素。

       YANG等用一步直流電沉積法在陰極銅襯底上制備了微納米級菜花狀/刺狀簇結構的鎳膜超疏水涂層,通過調(diào)整加工時間,可使該表面的水接觸角達到(160.3±1.5)°,小滾動角達到(3.0±0.5)°,具有良好的超疏水性。

        FAN等采用一步直流電沉積法在陰極C45鋼表面制備了具有層次的微納米乳突結構超疏水鐵膜。結果表明,該超疏水涂層的接觸角為(160.5±0.5)°,滑動角為(2±0.5)°,且該超疏水涂層具有良好的化學穩(wěn)定性。

       ZHENG等以硝酸鎂和硬脂酸乙醇溶液為電解質(zhì),用一步直流電沉積法在陰極鎂合金表面制備超疏水涂層,并設計了4組不同比例的電解質(zhì),探討了電解質(zhì)對工藝的影響。結果表明,制備的4種超疏水涂層的接觸角分別為136.4°、152.7°、156.2°和155.1°。

       HAO等以含ZnCl2和CH3(CH2)12COOH的乙醇溶液為電解液,采用一步直流電沉積法同時制備了陽極和陰極超疏水涂層:陽極銅表面覆蓋著Cu[CH3(CH2)12COO]2和CuCl,最大接觸角為166°;而在陰極表面則出現(xiàn)了Zn[CH3(CH2)12COO]2和Zn。最大接觸角為168°。

 

02脈沖電沉積法

       脈沖電沉積是采用脈沖電流進行沉積的過程,能控制鍍層的結構和化學成分,與直流電沉積相比,脈沖電沉積更容易得到納米晶鍍層。采用脈沖電流時,由于存在脈沖間隔,使增長的晶體受到阻礙,減少了外延生長,生長的趨勢也發(fā)生改變,從而不易形成粗大的晶體。可通過控制脈沖電沉積時的波形、頻率、通斷比及平均電流密度等參數(shù)使納米鍍層獲得特殊性能。

        JIANG等在含有氯化鑭(LaCl3·6H2O)、酵母酸[CH3(CH2)12COOH]和乙醇的電解液中,采用一步脈沖電沉積工藝,以不同的占空比在陰極銅襯底上制備了超疏水涂層。結果表明,所制備表面具有微納雙尺度結構,最大水接觸角約為160.9°,對應的滑動角約為5°。

       AKBARI等采用脈沖電沉積技術,在不同的沉積溫度下,在陰極Au/Si(100)襯底上制備了具有八面體金字塔微觀結構的銅基涂層,該結構可以捕獲結構內(nèi)部的空氣帶,使水接觸角高達154°。

 

03掃描電沉積法
       與傳統(tǒng)電沉積法相比,掃描電沉積的沉積速率快幾倍,且具有較高的加工電流密度和良好的液相傳質(zhì)效果。該方法常用于制備鐵磁性材料的超疏水涂層,通過調(diào)節(jié)電磁鐵的電流可以改變磁場強度,從而實現(xiàn)對納米顆粒的吸附控制。在沉積過程中,施加高電流密度可以將溶液通過噴嘴噴射到基體上。此外,該方法可以根據(jù)需要調(diào)整噴嘴形狀和工件掃描路徑,實現(xiàn)選擇性沉積。該方法具有成本低、工藝簡單、易于實施和環(huán)境保護等優(yōu)點。

       SHEN等通過掃描電沉積技術在陰極制備了超疏水鎳鍍層,初始時鍍層表面有菜花狀的團簇生成,不具有超疏水性質(zhì),但在空氣中暴露一周后,水滴接觸角達到155.4°,且滑動角只有6.5°。

       SHEN等采用一種磁場誘導選擇性掃描電沉積技術在陰極制備了超疏水鎳鍍層,并通過調(diào)節(jié)磁場強度改變鍍層的密度,從而影響鍍層的疏水性。結果表明,剛制備的鍍層只具備疏水性質(zhì),在空氣中暴露5天后,原始鍍層變?yōu)槌杷砻妫浣佑|角達155.4°。

 

04其他電沉積法

常見的電沉積法還有熱噴涂沉積、復合電沉積、電刷鍍電沉積等。

       CHEN等采用熱噴涂沉積方法在陰極制備了多種無機材料的微納米表面,并在這些表面涂上一層聚四氟乙烯薄膜對其進行表面化學改性,最終使這些表面的接觸角達到155°、滑動角度達3.5°。

       MENG等通過TiO2/Ni復合電沉積法在陰極Ti6Al4V襯底上制備了一種附著力低、耐磨性好的超疏水涂層,并用氟烷基硅烷(FAS)對其進行了化學改性,使所制備表面的接觸角高達162.6°,滑動角接近1.8°。

       CHEN等采用電刷鍍電沉積方法在陰極Q345碳鋼表面沉積了具有低附著力的超疏水納米Cu/Al2O3 Ni-Cr復合涂層,該涂層的接觸角可達156°,滑動角小于2°。

 

超疏水涂層的應用

01腐蝕與防護

       超疏水涂層的納米結構間隙存儲空氣形成氣膜,可有效減小金屬與腐蝕性液體如水、有機物、離子等的接觸,從而達到防腐蝕目的,降低防腐蝕成本。
       ZHANG等在鐵襯底上用黑鉻電沉積和硬脂酸改性的方法制備了超疏水涂層。結果表明,制備的超疏水膜具有相當高的耐蝕性(其電荷轉(zhuǎn)移電阻達1.31×106Ω·cm-2),可以對基體起到良好的緩蝕效果(緩蝕率達99.94%)。
        ALIPOUR等研究了固體和SiO2介孔顆粒在鋅基復合涂層中的共電沉積。結果表明,SiO2介孔顆粒經(jīng)3-巰基丙基三甲氧基硅烷表面改性后,所制備的復合涂層具有更好的耐蝕性。
       LI等采用噴砂與電沉積相結合的方法在304不銹鋼表面制備了一種具有良好疏水性的鎳鍍層。在鹽酸浸泡試驗中,該鎳鍍層的耐蝕性明顯增強,具有較低的腐蝕電流密度。
 
02油水分離
 
       油水分離是超疏水涂層的重要應用之一。超疏水涂層一般表現(xiàn)為親油性,使極性差異較大的水和油呈現(xiàn)排斥或吸引兩種不同狀態(tài),故可實現(xiàn)油水分離。對于油水乳液體系,主要利用超疏水膜網(wǎng)來實現(xiàn)二者的過濾分離,而膜網(wǎng)表面能和粗糙度對于液滴聚并和乳液過濾效果起關鍵作用。
      YOU等先在銅網(wǎng)表面電沉積鋅/氧化鋅晶體,再通過電沉積法制備了高效的油水分離裝置。結果表明,該油水分離裝置對于所有測試的油/水混合物的分離效率都大于99.0%,所測試的油入侵壓力都在1.5kPa以上,重復使用50次后,仍表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
       XIANG等采用一步電沉積法制備了一種新型超疏水超親油涂層,這種涂層具有多種油水混合物的連續(xù)分離能力,且分離效率約為98.6%,經(jīng)10個分離周期后,對潤滑油/水混合物的分離效率仍高達97.8%。
       WANG等采用單極性脈沖電沉積法成功制備了超疏水、超親油涂層改性不銹鋼網(wǎng)過濾器,然后用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)進行改性獲得CO(OH)2/HDTMS SS網(wǎng)過濾器,在高溫下(160℃)過濾器對油/水混合物的分離效果優(yōu)良。
 
03自清潔
 
       自清潔是超疏水涂層直接受自然界超疏水表面自清潔現(xiàn)象啟示的典型應用。超浸潤性使水滴在超疏水表面呈現(xiàn)出大接觸角和小滾動角的特點,在滾動過程中水滴能帶走灰塵等細小塵埃顆粒,達到清潔表面、防止表面積塵污染的目的。
       QING等通過金屬電沉積方法制備了具有自清潔作用的超疏水涂層,經(jīng)過50次砂紙磨擦和石油污染的周期試驗后,該涂層仍表現(xiàn)出良好的自清潔能力。
       HE等采用電沉積和退火相結合的方法,在具有不規(guī)則多面體結構的錫基表面制備了超疏水鋅/氧化鋅涂層,該涂層表面具有良好的滾脫性能和自清洗性能。
 
04其他應用
 
除了用于上述傳統(tǒng)化工領域外,超疏水涂層還可應用在諸如抗菌、防紫外線、食品包裝等領域。
       TESLER等通過在鋼表面電沉積納米多孔氧化鎢薄膜制備了防污涂層,其顯著降低了海藻膜的附著力、大腸桿菌的附著和血液染色,試驗驗證了這種耐用防污涂層在生物絮凝條件下的適用性。
       LIN等采用簡單的兩步低溫電沉積法制備了一種耐紫外超疏水ZnO/Ni類荷花納米結構涂層,該涂層具有良好的耐紫外線、超疏水性。
 
結 語
 
       雖然電沉積技術具有工藝簡單、條件溫和、利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢,其所制備的超疏水涂層在防腐蝕、自清潔、油水分離、防污等領域具有良好的應用前景。但目前還沒有電沉積法制備超疏水涂層的相關評判標準,而且制備的超疏水涂層與基體結合力較差、抗磨損性能欠缺、不具備自修復性能,導致其表面微納米結構穩(wěn)定性不高、易破壞、材料重復利用率低等,這些劣勢都限制了其進一步應用和發(fā)展。因此,今后電沉積法制備超疏水涂層的研究應著重于以下幾點:
 
01制訂和完善電沉積工藝的評判標準,規(guī)范操作,簡化流程。
02改進現(xiàn)有技術,開發(fā)新型電沉積工藝,制備性價比高、穩(wěn)定性好、對環(huán)境友好且適于商業(yè)化應用的產(chǎn)品。
03著重提高超疏水涂層與基體的結合力,提高其力學性能。
04與多種方法結合或添加特殊物質(zhì)(比如納米顆粒)豐富超疏水涂層的化學性能,比如自修復性能。
05使用環(huán)境友好的電解液,做到循環(huán)使用和可回收利用。
 
        目前,電沉積法制備超疏水涂層的工藝和應用正朝著低成本、高效率、大規(guī)模等方向發(fā)展,相信經(jīng)過不斷的工藝改進和簡化,會開發(fā)出更經(jīng)濟環(huán)保、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量高的電沉積法應用于超疏水涂層的實際制備和生產(chǎn)中。
 
 

 

        關于良時智能 About Liangshi InteRobot:
        上海良時智能科技股份有限公司(股票代碼:837430 厚積薄發(fā) 持續(xù)創(chuàng)新),為全球客戶提供智能制造和表面處理系統(tǒng)解決方案,從業(yè)30多年,是一個集研發(fā)、設計、制造、工程安裝、工程咨詢于一體的專業(yè)化制造及自動化智能控制系統(tǒng)集成公司,能為客戶解決:
        Shanghai Liangshi InteRobot Technology Corporation (Stock Code: 837430 Accumulate richly and break forth vastly; innovate continuously) provides surface treatment sandblasting system solution for global customers. By engaging in this industry for more than twenty years, we're a professional manufacturing and automatic intelligent control system corporation, which integrates researching, designing, manufacturing, project installation and project consulting. We can provide our customers with:
        1、化學表面處理噴拋丸、噴丸強化設備、熱噴涂和涂裝設備工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide process system solution and process equipments of surface treatment sandblasting shot blasting, shot peening, enameling, thermal spraying, coating equipment.
        2、智能制造自動化機器人應用工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide professional system solution and process equipments of automation and robot technology application.
        3、食品乳品、制藥、生物、制冷、石油化工、船舶制造、能源、造紙、紡織系統(tǒng)領域承壓系統(tǒng)集成整體解決方案;
              We provide professional integrated solution for pressure bearing system in fields of food dairy, biopharmaceutical, refrigerating, petrochemical, marine engineering, energy, paper-making, fabrics, etc.
        4、涂裝環(huán)保設備:VOC廢氣、廢水、粉塵處理和噪音治理系統(tǒng)工藝解決方案和工藝裝備。
              We provide environment protection blasting and painting equipment: process solution and equipment of VOCs waste gas, waste water, dust, noise treatment system.
         5、專業(yè)提供壓力容器設計制造:為食品乳品、生物制藥、水處理、制冷、石油化工、船舶海工、電力能源、造紙紡織、有色金屬等領域提供承壓系統(tǒng)集成整體解決方案。
              Professionally provide the design and manufacture of pressure vessels: providing overall solutions for pressure system integration in the fields of food and dairy, biopharmaceutical, water treatment, refrigeration, petrochemical, shipbuilding and marine engineering, power and energy, paper and textile, non-ferrous metals and other fields.
        企業(yè)主導產(chǎn)品如下 The leading products of our company are as follows:
        主營業(yè)務:智能制造和表面處理工程系統(tǒng)集成的設計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
        Main business: design, research, production and sales of surface treatment engineering system integration.
        六類主要產(chǎn)品:自動化涂裝生產(chǎn)線、智能機器人噴涂系統(tǒng)、自動化噴拋丸生產(chǎn)線、智能機器人噴拋丸強化系統(tǒng)、自動化熱噴涂系統(tǒng)、涂裝節(jié)能環(huán)保設備。
        Six main product categories are: automatic painting production line, intelligent robot painting system, automatic shot/wheel blasting production line, intelligent robot shot peening system, automatic thermal spraying system, energy saving and environmental protection equipment for painting.
        產(chǎn)品主要應用于:新材料、新能源、工程機械、汽車制造、集裝箱、船舶海洋工程、航空航天、港口橋梁、電子電氣、環(huán)保工程、印刷造紙機械、醫(yī)療機械、紡織機械等領域。
        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobile manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
        公司生產(chǎn)的表面工程系統(tǒng)集成具備智能、自動化的特點,可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化控制,因而屬于自動化裝備。根據(jù)《高端裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃》中對高端裝備的定義“主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高技術高附加值裝備”,公司產(chǎn)品屬于高端裝備,是為國民經(jīng)濟其他行業(yè)提供技術裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
        The surface engineering system of our company integrates the characteristics of intelligence and automation, it can realize the automatic control of industrial production process, so it belongs to automatic equipment. According to the definition of premium-end equipment of 《The 125th programme of premium-end equipment manufacturing industry》, “it mainly includes the high technology and high value-added equipment required by traditional industrial transformation upgrading and the development of strategic new-emerging industries”. The company's products belong to the premium-end equipment, which is a strategic industry that provides technical equipment for the other industries of the national economy.
更多訊息,敬請瀏覽http://ychjjy.comhttp://www.shliangshi.net
電話:021-51035200,68913886      傳真:021-68907128
全國服務:400-021-5767      應急服務:18918186798
郵箱:webmaster@shliangshi.com
分享到
產(chǎn)品中心
噴砂機/噴丸機系列
自動噴砂機/噴丸機
數(shù)控噴丸強化設備
拋丸機/拋丸生產(chǎn)線
噴砂房/噴丸房系統(tǒng)
噴砂(丸)生產(chǎn)線系統(tǒng)
噴涂設備 噴漆(粉)室
噴砂噴漆涂裝機器人
熱噴涂設備及生產(chǎn)線
噴涂生產(chǎn)線 涂裝房
工業(yè)搪瓷噴涂設備
船舶特涂技術及裝備
壓縮氣源及凈化設備
冷噴涂系統(tǒng)技術
表面處理涂裝檢測儀器
解決方案
航空航天
船舶海工
汽車制造
軌道機車
橋梁鋼結構
物流裝備
工程機械
電力能源
石油化工
冶金鑄造
電子電器
生物醫(yī)藥
印刷紡織
環(huán)保再制造
工業(yè)5.0數(shù)字化工廠
aibluebox人工智能智慧盒
可持續(xù)發(fā)展與ESG
工程案例
智能涂裝生產(chǎn)線系統(tǒng)
噴砂機/噴砂機設備
噴丸機
噴砂房噴丸房
噴砂生產(chǎn)線
拋丸生產(chǎn)線
噴漆房烘干房
噴砂房涂裝房
噴涂生產(chǎn)線
涂搪生產(chǎn)線
噴烘一體房
船舶涂裝房
廢氣處理設備
鋁扁管噴鋅線
集裝箱智能生產(chǎn)線
新聞中心
企業(yè)新聞
行業(yè)新聞
公益新聞
媒體關注
行業(yè)技術
人力資源
人才戰(zhàn)略
招聘職位
在線應聘
關于良時
企業(yè)介紹
企業(yè)文化
視覺良時
發(fā)展歷程
合作伙伴
社會責任
企業(yè)認證
組織機構
產(chǎn)業(yè)布局
法律聲明
旗下網(wǎng)站鏈接
上海良時智能科技股份有限公司
上海良時壓力容器制造有限公司
上海良時噴砂房系統(tǒng)設備事業(yè)部
上海良時噴丸強化設備事業(yè)部
上海良時熱噴涂設備事業(yè)部
上海良時噴漆室噴漆房事業(yè)部
上海良時拋丸機拋丸線事業(yè)部
上海良時機器人自動化事業(yè)部
上海良時北方銷售中心(大連)
聯(lián)系我們
留言反饋
市場咨詢:021-51035200
服務電話:400-021-5767
應急服務:18918186798

滬公網(wǎng)安備 31012002002175號

色欲av饥渴人妻中文字幕,狼人大香伊蕉国产www亚洲,极品白嫩国产美女流白浆在线观看,一区二区三区在线观看亚洲欧洲乳头,国产一级A爱大片免费视频人与拘