Al2O3超疏水薄膜的制备及其耐腐蚀性研究

目的低成本地提高金属对海水的耐腐蚀性能。方法采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备Al_2O_3薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对制备的Al_2O_3薄膜进行成分、微观结构以及润湿性能分析。利用电化学工作站对样品的耐腐蚀性能进行测量,从而对薄膜的腐蚀防护性能进行评价。结果该新型低成本Al_2O_3溶胶可在铝基底表面制备出无定形Al_2O_3薄膜,薄膜为直径不同的柱状体,且利用沸水刻蚀的办法可使薄膜上柱状体的致密度和直径均匀度不同。制备的Al_2O_3薄膜经低表面能物质改性后,对去离子水的接触角达到153.2°,具有较高的疏水性和较低的粘附性,提高了铝基底的耐海水腐蚀性,对空白基底的缓蚀率达到97.9%。结论采用新型低成本Al_2O_3溶胶在铝基底上制备的Al_2O_3薄膜能有效提高对海水的耐腐蚀性。     

AM60镁合金超疏水表面制备及防腐蚀性能的研究

通过化学刻蚀,以硬脂酸为修饰剂,成功实现AM60镁合金表面的超疏水改性,并采用扫描电镜、接触角仪、电化学工作站等对处理前后的AM60镁合金表面的微观形貌、疏水性能和耐腐蚀性能进行分析。结果表明:AM60镁合金仅经盐酸刻蚀处理后,表现为超亲水性,再经硬脂酸浸泡后才达到疏水的效果;随着硬脂酸浸泡时间的增加,该合金的表面接触角呈现先增加后减小的趋势,在浸泡12 h时,接触角最大为150.18°,滚动角小于10°,此时合金表面具有超疏水性能;同时,相比于未处理的AM60镁合金而言,超疏水改性后样品的腐蚀电流密度降低了88.19%,腐蚀电压提高了19.72%,耐腐蚀性能得到明显改善;而且,超疏水改性还可提高合金对粉尘和水溶液的自清洁性能。     

透明氧化铝薄膜的疏水性能研究

以异丙醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法制得性能稳定的纳米氧化铝溶胶,采用高温热处理及沸水处理法,控制适当的条件,得到表面粗糙的网络结构氧化铝膜。用氟硅烷分别修饰不同条件处理的粗糙氧化铝膜表面,进行接触角测试、XRD相分析和SEM结构表征。结果表明,经450℃热处理15min,沸水处理20min后,氟硅烷修饰的的氧化铝膜纳米网络结构表面对水的接触角达到120.3o,较未处理及其他条件处理的膜结构接触角有一定幅度的提高。     

低介电聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜的制备及表征

目的为了解决超大规模电路高度集成所引起的RC延迟、信号串扰、能耗及噪声等一系列问题,制备具有低介电常数的聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜。方法分别采用液相剥离法和两步法制备了氟化石墨烯溶液和聚酰胺酸前驱体溶液,通过溶液共混法制备聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜,并通过透射电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪以及精密阻抗分析仪,对氟化石墨烯、聚酰亚胺及聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜的微观结构和介电性能进行表征研究。结果氟化石墨烯和聚酰亚胺成功复合得到了聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜,且复合薄膜的介电常数由3.63降到了2.52。结论成功制备了低介电常数的聚酰亚胺/氟化石墨烯复合薄膜。     

疏水型纳米多孔SiO2薄膜的制备与性能表征

采用TMCS对超临界干燥后的纳米多孔SiO2薄膜进行疏水处理,利用FTIR、SEM、椭偏仪和LCR测量仪等对薄膜的性能进行表征.研究表明TMCS修饰后薄膜呈疏水性;薄膜的厚度有所降低,但孔隙率无明显变化;薄膜的实测介电常数值接近理论计算值,为2.0～2.3,且随时间无显著增大.     

氮掺杂石墨烯柔性薄膜的制备及其超电容性能

目的改善超级电容器用石墨烯薄膜的超电容性能。方法采用水热和高温热解法制备多孔氮掺杂的石墨烯柔性薄膜,采用SEM形貌、XRD图谱和等温曲线分析其结构,采用三电极体系测试循环伏安曲线和恒流充放电曲线,分析其超电容性能。结果氮掺杂石墨烯柔性薄膜保持了氧化石墨烯的褶皱透明,同时具有网络式的多孔洞结构。氮气吸脱附测试表明,氮掺杂多孔石墨烯的比表面积为280.78m2/g。氮掺杂石墨烯薄膜在1.0 mol/L硫酸钠溶液中,当电流密度为0.1 A/g时,其比容量达到169 F/g。结论氮原子的掺杂以及氮掺杂石墨烯柔性薄膜的多孔结构可以有效提高石墨烯材料的超电容性能。     

乳液模板法制备硅基蜂窝状结构超疏水薄膜及薄膜表征

采用硅溶胶和聚合物乳液混合的方法制得含硅聚合物杂化乳液,然后通过简单的浸渍提拉法在玻璃基片上获得薄膜,薄膜经热处理后,在乙醇中经三甲基氯硅烷修饰,获得了超疏水性能.根据薄膜的表面形貌及其与水的宏观接触角,研究了苯乙烯单体加入量和SiO2溶胶/PS乳液体积比对薄膜疏水性能的影响,并分析了薄膜超疏水的原因.结果表明:热处理...     

氟化石墨烯对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响

目的探究氟化石墨烯(FG)添加对环氧树脂(EP)涂层耐蚀性能的影响。方法通过SEM、XRD、FT-IR、AFM、粒径分布对FG的微观组织结构进行表征,利用沉降实验研究FG在EP中的分散稳定性,结合涂层断面形貌研究FG在涂层中的分布情况。采用电化学阻抗谱研究EP涂层和FG改性EP涂层(FG/EP涂层)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果 FG尺寸约为1μm,厚度为5 nm,呈典型的片层状结构。FG在EP中具有较好的分散稳定性,FG添加使EP涂层的接触角由95.3°提高至110.9°,提高了涂层的疏水性,降低了腐蚀介质与涂层表面的接触面积。在浸泡初期,EP涂层和FG/EP涂层的低频阻抗模值(|Z|0.01 Hz)均在1011Ω·cm2左右。随浸泡时间的延长,EP涂层的|Z|0.01 Hz快速下降至109Ω·cm2,而FG/EP涂层在3000 h浸泡过程中始终维持在1011Ω·cm2以上。涂层电阻(Rc)也表现出相似的变化规律。FG添加提高了EP涂层的屏蔽性能,改善了涂层的长期防护性能。结论 FG添加至EP中,可在涂层内部形成"迷宫效应",提高涂层的屏蔽性能,增加腐蚀介质的扩散路径,延缓...     

石墨烯透明导电薄膜的合成与表征

以铜箔为基底采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯透明导电薄膜,利用SEM、RAMAN、UV和四探针测试仪对产物微观形貌与结构、透光性和导电性能进行表征,讨论反应温度和氢气流量对石墨烯薄膜结构及性能的影响。结果表明:在一定范围内调节氢气流量均可得到石墨烯薄膜;当反应温度为1000℃时,制备的石墨烯缺陷和层数较少,透光性较高。随温度升高;石墨烯薄膜产生的缺陷和层数减少,石墨烯的薄层电阻随生长温度的升高呈线性下降趋势。石墨烯透明薄膜的微观结构与导电性相互关系的研究为其进一步应用于宽波长范围的窗口电极材料提供了理论基础。     

疏水性安全壳壁面的硅表面微孔结构制备

为构建疏水性安全壳内壁面涂层以提高事故中的传热能力,以Si作为功能涂层材料,在其表面上制备了不同圆孔间距及圆孔深度的微孔阵列样品以研究微米结构对表面疏水特性的影响,并对其疏水机理进行分析。结果表明,所制备的微孔样品润湿特性均符合Cassie-Baxter模型,在本征接触角为69.5°的Si表面通过微孔结构调控可显著提高疏水特性,获得了具有140°接触角的优异疏水特性样品而未进行表面化学修饰。研究结果为设计安全壳涂层材料及其表面微结构提供了技术方案,为强化核电站非能动安全壳冷却系统传热性能提供了解决思路。     

Synthesis and Characterization of Ag/Graphene Nano- composite

采用氧化还原法制备不同银含量的银/石墨烯纳米复合材料 (银质量分数分别为0%, 30%, 46%, 56%, 63%)。并通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱(Raman)分析银含量对银/石墨烯纳米复合材料形态和显微结构的影响。结果表明,氧化石墨和银离子被成功地还原成银/石墨烯纳米复合材料,所得石墨烯由3~4单层碳原子层堆砌缠绕而成,同时银纳米颗粒沉积在石墨烯的表面。银纳米颗粒的介入有效地阻碍了石墨烯的团聚,增大了石墨烯的比表面积。银纳米颗粒的尺寸与银含量相关,当银含量较低时,银纳米颗粒在石墨烯表面具有很好的分散性且粒度基本分布在25~50 nm之间,而当银含量超过46%时将会导致银纳米颗粒的团聚。另外, 银纳米颗粒增强了石墨烯的拉曼效应。     

可加工疏水SiO2气凝胶的制备及表征

介绍了一种基于正硅酸乙酯(TEOS)的疏水SiO2气凝胶的制备及其表征方法.结果表明,最后制备的气凝胶具有一定塑性,可进行机械加工.     

石墨烯纳米流体加工Ti-6Al-4V合金的黏着磨损、表面粗糙度和切削力

提出了一种基于石墨烯纳米颗粒分散在菜籽油中的切削液为加工区域提供润滑/冷却的新加工方式,确定了该纳米流体对刀具切屑粘附层的影响。与干切削相比,使用菜籽油+石墨烯加工后的刀面和前刀面的切屑粘附层厚度分别降低了38.8%和28.8%,切削力降低51.4%,工件表面粗糙度降低50.1%。石墨烯较高的导热系数可以降低切割区域的温度。此外,石墨烯可以渗透到刀具与工件之间的接触区域,有效地保护了刀具的涂层材料,减少了粘附在工件表面的切屑,并且填充了工件表面形成的凹坑,从而提升了表面质量。     

静电喷涂高附着力疏水涂层及其性能

目的提高静电喷涂疏水涂层的附着力。方法采用硅烷偶联剂和聚二甲基硅氧烷制备了表面改性疏水二氧化硅粉末。将一定比例的聚偏氟乙烯粉末、超高分子量聚乙烯粉末与疏水二氧化硅粉末混合,制备了复合型疏水粉末。使用环氧树脂、固化剂、活性剂等配制了导电环氧树脂。通过静电喷涂工艺将复合疏水粉末喷涂到已用导电环氧树脂覆盖的铝基板表面,经过中温固化,制得了铝合金疏水复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪(CA)、百格刀附着力测试仪等,对疏水复合涂层进行测试表征。结果 SEM结果表明涂层表面构建了微米-纳米的阶层粗糙结构,经CA测试,该表面具有较好的疏水性。当混合粉末中聚二甲基硅氧烷改性二氧化硅的比例占到20%时,环氧基疏水涂层的接触角最高可达到140°,滚动角最低可达5°,附着力的等级为0级,同时疏水涂层的耐磨性和耐腐蚀性良好。结论采用简单、易于工业化的静电喷涂工艺制备了高附着力的疏水涂层,具有广泛的应用前景。     

常压干燥法的疏水型低介电常数气凝胶薄膜

气凝胶薄膜具有超低的介电常数,在超大规模集成电路互连系统中有着巨大的应用潜力.采用溶胶-凝胶技术,通过酸/碱二步法控制实验条件,结合低表面张力溶剂替换以及CH3非活性基团置换修饰、超声振荡等,不需要超临界干燥,而仅在常压下就可以通过简单的提拉过程制备出疏水型低介电常数气凝胶薄膜.测得的红外透射光谱表明所制备的薄膜由于掺入甲基基团而疏水,接触角测试值约120°,制备过程中充分注意到稀释、老化、有机修饰表面、热处理和提拉条件对膜的影响,使其过程达到最佳.热处理温度在150～650℃,采用6%三甲基氯硅烷时,制得的疏水型气凝胶薄膜折射率为1.08～1.12,介电常数为1.62～1.92.     

一种具有自粘附性能的超疏水自清洁涂层制备方法

目的提高超疏水涂层的粘附性、表面强度及耐磨性,精简制备工艺,并解决制备中存在的不环保问题。方法将SPK胶水和疏水性二氧化硅纳米粒子作为原料,采用简单喷涂工艺制备了具有自粘附性能的超疏水涂层,通过水的接触角测量、粘附力测试、耐磨性测试、涂层自清洁效果测试,分别评价涂层的润湿性、粘附力、耐磨性、自清洁效果,并通过扫描电子显微镜对喷涂前后涂层的形貌及元素组成变化进行分析。结果制备的涂层接触角为150.5°。在电子万能试验机作用下,涂层粘附玻璃样片的最大拉伸剪切强度为1.45 MPa,粘附打磨光滑的45钢样片,最大拉伸剪切强度可达1.69 MPa,粘附性良好。受力涂层在砂纸上拖行120 cm后,表面润湿性仍为超疏水。覆盖有涂层的照片,表面光滑平整,不影响照片本身的清晰度,当混合污染物滴落在图片表面时难以浸润入,并沿着表面流走。结论制备的涂层具有超疏水特性。该涂层对基底具有强粘附性,且涂层粘附力与胶粘附力有关,如果使用粘附力更强的胶,涂层的粘附力可继续提升。涂层具有良好的耐磨性且超疏水效果稳定。由于涂层的超疏水特性,附着在其表面的混合污染物难以浸润入基底,可以很好地保护基底表面。     

石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究

采用易于工业化的固相法合成Li4Ti5O12以及Hummers法制备氧化石墨烯,并以N2H4·H2O为还原剂制备石墨烯材料,在此基础上高能球磨合成Li4Ti5O12/Grephene复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、能谱分析对合成的样品进行结构和形貌表征,并采用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等测试方法检测其电化学性能。充放电结果表明:复合前后材料形貌不发生变化,石墨烯均匀地附着在Li4Ti5O12表面。由于石墨烯具有良好的导电性,材料的倍率性能得到大幅提高。在充放电倍率为20 C时,复合材料的比容量约为120.2 m Ah·g-1,而纯相钛酸锂的比容量只有61mAh·g-1。     

滚筒防冻粘涂层的理论研究

我国高寒地区冬季采煤中由于改向滚筒表面冻粘引起的输送带跑偏、撕裂问题严重制约了冬季煤矿的安全和高效生产。阐述了冻粘产生的机理,介绍了现有的Young,Wenzel,Cassie 3种接触角理论模型,简述了超疏水涂层的自清洁原理,总结了近年来国内外超疏水膜研究进展与制备方法,分析了超疏水膜制备的局限性和应用于改向滚筒的可行性,对解决滚筒冻粘问题作出了展望。     

石墨烯/银纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),加入一定量的聚乙烯亚胺和硝酸银(PEI-Ag+)配位复合物,通过自组装法组装,利用硼氢化钠的还原性,制备石墨烯/银纳米复合材料。用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外吸收光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等手段对所制备的石墨烯/银纳米复合材料进行表征。以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抗菌性能进行研究。结果表明:银纳米粒子负载在石墨烯表面形成石墨烯/银纳米复合物材料,石墨烯/银纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生长具有较好的抑制作用,且抗菌性能稳定。当石墨烯/银纳米复合材料浓度为4和15 mg/m L时,分别对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果好。