超疏水表面的制備、表征及冷凝研究.pdf

1、超疏水材料具有自清潔、耐磨、耐腐蝕、防結(jié)霜結(jié)冰和流體減阻等優(yōu)良特性，在汽車、民生、國防等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用前景。目前，已有多種方法成功制備出仿生超疏水結(jié)構(gòu)表面，包括金屬基底超疏水表面。然而，現(xiàn)有的金屬基底超疏水結(jié)構(gòu)表面的制備方法存在制備工藝復(fù)雜以及環(huán)境污染等嚴(yán)重問題。
　　結(jié)構(gòu)表面的粗糙因子（roughness factor,r）是表征超疏水性能的重要參數(shù)之一。對(duì)于結(jié)構(gòu)規(guī)則的表面，r值可以直接計(jì)算出來;但對(duì)于結(jié)構(gòu)不規(guī)則的表面，

2、則無法通過直接計(jì)算得到r值。通常采用兩種實(shí)驗(yàn)方法獲得這個(gè)重要的參數(shù)。一種方法是通過測(cè)量表觀接觸角θr后，推算出r，但是這種方法的誤差比較大。另一種方法是采用原子力顯微鏡測(cè)量，但是該種方法只適用于檢測(cè)粗糙度較小的表面。對(duì)于粗糙度較大的表面，則難以準(zhǔn)確測(cè)得r值。
　　鑒于上述原因，本文采用兩步化學(xué)法刻蝕鋁基表面，采用接觸角測(cè)量儀測(cè)定結(jié)構(gòu)表面的接觸角大小，采用掃描電鏡對(duì)結(jié)構(gòu)表面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。然后，本文采用激光共聚焦顯微鏡首先測(cè)定了

3、規(guī)則表面的r值并與計(jì)算值進(jìn)行比較，對(duì)r值較低的不規(guī)則表面分別采用激光共聚焦顯微鏡與原子力顯微鏡進(jìn)行測(cè)量并對(duì)r值進(jìn)行比較。另外，分別在環(huán)境掃描電鏡下和常溫下對(duì)所制備的結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行冷凝實(shí)驗(yàn)，觀察并分析液滴在表面上的彈跳及合并行為。結(jié)果表明，利用兩步化學(xué)刻蝕法可以簡便、快捷地制備出鋁基超疏水表面;無論是規(guī)則表面還是r值較低的不規(guī)則表面，采用激光共聚焦顯微鏡測(cè)得的結(jié)果都能與其他方法得到的結(jié)果相接近，從而證實(shí)激光共聚焦顯微鏡測(cè)量表面的r值是可靠的