Zr基塊體非晶合金疏水性表面的構(gòu)造.pdf

1、基于荷葉表面的自清潔效應(yīng)，材料表面的疏水性能受到廣泛關(guān)注，表面的超疏水性能更是受到材料、仿生、高分子等領(lǐng)域的青睞成為研究熱點(diǎn)之一。對(duì)于固體材料，其表面能及表面微結(jié)構(gòu)是決定表面超疏水性的最關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)金屬材料由于自身晶粒尺寸及晶界效應(yīng)導(dǎo)致難以在其表面構(gòu)造理想的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，而其在力學(xué)性能和耐腐蝕性能等方面有局限性，導(dǎo)致即使在其表面構(gòu)造了微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，材料的應(yīng)用范圍也受到較大限制。而非晶合金的高強(qiáng)度、高硬度和高耐腐蝕性能等方面都具有獨(dú)特的

2、優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文選用玻璃形成能力大、熱穩(wěn)定性高的(Zr0.55Cu0.3Al0.1Ni0.05)98Y2和(Zr0.58Nb0.03Cu0.16Ni0.13Al0.10)98Lu2塊體非晶合金作為研究對(duì)象，通過化學(xué)浸泡腐蝕和電化學(xué)腐蝕的方法在其表面構(gòu)造微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，并通過低表面能的硬脂酸進(jìn)行再修飾以獲得疏水性的表面。
　　化學(xué)浸泡實(shí)驗(yàn)表明，(Zr0.55Cu0.3Al0.1Ni0.05)98Y2試樣在不同比例的HF

3、:H2O2:H2O腐蝕液后表面接觸角沒有明顯增加，表明其表面疏水性沒有發(fā)生明顯改善。(Zr0.58Nb0.03Cu0.16Ni0.13Al0.10)98Lu2試樣在HF:H2O2:H2O=1:1:12（單位為ml）濃度下腐蝕，每次腐蝕1min，腐蝕10次，其表面接觸角由未腐蝕前的57°提高到98°，試樣表面的疏水性能由腐蝕前的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷裕籗EM分析表明，腐蝕后表面形成了微米孔洞，其周圍存在許多微納米級(jí)的顆粒，這些微米和納米結(jié)構(gòu)共

4、同在試樣表面構(gòu)成了微納復(fù)合結(jié)構(gòu)。
　　電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，(Zr0.55Cu0.3Al0.1Ni0.05)98Y2試樣在5vol％的鹽酸溶液中，在50mA恒電流下腐蝕45min后，表面接觸角能由未腐蝕前的67°提高到153°，其表面由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷匦裕籗EM觀察發(fā)現(xiàn)試樣表面均勻分布著微米孔洞，孔洞壁上有微米凸起，納米級(jí)顆粒分布在凸起上，構(gòu)成了微納復(fù)合結(jié)構(gòu)。在同樣腐蝕條件下，(Zr0.58Nb0.03Cu0.16Ni0.13A