化学刻蚀法制备铝合金基超疏水表面

采用简单化学刻蚀法对铝合金基体进行腐蚀,得到了粗糙表面.然后对铝合金粗糙表面进行氟化处理,得到了具有超疏水的表面.研究了不同刻蚀时间以及不同刻蚀液浓度对表面疏水效果的影响.结果发现:在实验的参数条件下,不同刻蚀时间下,接触角随着氢氟酸刻蚀时间的增加,先增加后减少,当氢氟酸刻蚀时间为7 min时,所得试件水的接触角最大.不同刻蚀液浓度下,接触角随着盐酸浓度的增加,先增加后减少.当盐酸浓度为4 mol/L时,所得试件水的接触角最大.     

溶胶制备方法对玻璃表面TiO2膜性能的影响

采用胶体凝胶法和聚合凝胶法在玻璃表面制备出了TiO2 膜 ,并对膜进行了XRD、SEM、UV -Vis紫外-可见吸收光谱、亲水性的表征和比较 .结果表明 ,两种不同方法制备的TiO2 膜 ,其晶粒尺寸、膜的生长方式、表面形貌、光学性质及亲水性都有所不同 .     

氢氧化钠刻蚀多孔氧化铝表面形貌与疏水性能相关关系

以多孔阳极氧化铝(AAO)膜为基材,用氢氧化钠溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件,得到了不同形貌的AAO基氧化铝表面.采用氟硅烷修饰后,对其进行了接触角测试、X射线光电子能谱(XPS)分析和扫描电子显微镜(SEM)形貌表征.结果表明:刻蚀过程中,AAO膜多孔表面层及多孔本体层中孔壁较薄的部分首先被溶断,样品干燥过程中,在水的表面张力的作用下形成了沟壑状微米级狭长裂缝.当AAO膜本体层大部分孔壁被溶断后,就形成了氧化铝纳米线.在其自身重力及水的表面张力的作用下,氧化铝纳米线聚积成微米级簇状结构,从而形成蜂巢状微米纳米相结合的双尺度阶层结构.这种蜂巢状结构修饰氟硅烷后,其对水的静态接触角(151.7°)远远高于氟硅烷修饰的纳米孔洞结构表面(138.3°)和光滑表面(101°).     

Adhesion Enhancement Mechanism of Plasma-Modified Tire Cord

Tire cord was treated with oxygen glow-discharge plasma in order to enhance the adhesion.The treated surfaces were characterized by scanning electron microscopy (SEM),specific surface area analysis Brunauer-Emmett-Teller (BET),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),contact angle measurement,and the standard H-pull test.Results indicated that the plasma treatment could increase the surface roughness,modify the nature and density of surface functional groups,and greatly improve the surface energy and adhesion of tire cord.After long term storage in ambient air,the enhanced adhesion decreased slightly.     

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.     

Etching mechanism of barium strontium titanate （BST） thin films in CHF_3/Ar plasma

Reactive ion etching was used to etch barium strontium titanate thin films in a CHF3/Ar plasma.BST surfaces before and after etching were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy to investigate the reaction ion etching mechanism,and chemical reactions had occurred between the F plasma and the Ba,Sr and Ti metal species.Fluorides of these metals were formed and remained on the surface during the etching process.Ti was almost completely removed because the TiF4 by-product is volatile.Minor quantities of Ti?F could still be detected by narrow scan X-ray photoelectron spectra,and Ti?F was thought to be present in the form of a metal-oxy-fluoride.These species were investigated from O1s spectra,and a fluoride-rich surface was formed during etching.BaF2 and SrF2 residues were difficult to remove because of their high boiling point.The etching rate was limited to 12.86 nm/min.C?F polymers were not found on the surface,indicating that the removal of BaF2 and SrF2 was important for further etching.A 1-min Ar/15 plasma physical sputtering was carried out for every 4 min of surface etching,which effectively removed remaining surface residue.Sequential chemical reaction and sputtered etching is an effective etching method for barium strontium titanate films.     

逆反射材料中玻璃微珠的协同效应

半球镀膜玻璃微珠是逆反射材料的基本反光单元,目前的研究主要局限于单个微珠的属性,很少涉及到逆反射过程中相邻微珠间的协同作用.实际上协同作用的存在使整个膜的反光属性不同于单个微珠的情况.本文全面分析了逆反射光线传输过程,并结合逆反射材料的结构特点设计开发了玻璃微珠阵列结构逆反射材料的数值计算程序,计算了逆反射效率随微珠排布密度、材料折射率、光线入射角等参数的变化.结果表明,微珠阵列的协同作用表现为倾斜效应和遮挡效应.前者严格遵循倾斜因子ε=1/cosθ的定量规律,而后者的作用可通过遮挡因子来定量表示.入射角较小时主要体现为倾斜效应,而入射角较大时倾斜效应和遮挡效应两者共同发挥作用.     

B10白铜表面超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

以B10白铜为基底,采用刻蚀、煅烧和表面改性的方法制备了超疏水膜,采用K100-MK2型张力仪测量超疏水膜的接触角,采用扫描电子显微镜观察超疏水膜的表面形貌,采用电化学工作站测试超疏水膜在3.5% NaCl（%表示质量分数）水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,刻蚀、煅烧后的B10白铜样品分别在溶液A中改性5 min、在溶液B中改性12 h后,得到的两种超疏水膜的接触角可分别达到153.2°和151.5°。将两种超疏水膜分别在3.5% NaCl水溶液中腐蚀10 d后,与裸B10白铜相比,仍表现出较好的耐腐蚀持久性。该方法为制备具有抗腐蚀和自清洁性能的超疏水表面提供了一条有效途径,可用于金属材料的表面改性。     

六氟丙烯等离子体处理纯棉织物的研究

以六氟丙烯为气氛对纯棉织物进行等离子体处理，通过改变处理功率、时间和压力等条件，考察处理后的纯棉织物表面的拒水性能。采用接触角作为评价拒水性大小的依据，当改变压强、时间和功率中的某一因素时接触角呈现规律性的变化，每个因素都存在相应的最适条件。经过皂洗后，等离子体处理过的纯棉织物的拒水性有一定的下降，再经过数次皂洗则趋于平稳。等离子体处理后织物的拉伸强力增大，颜色和透湿量的变化不大，基本不影响其服用舒适性。     

等离子体引发聚乙烯表面肝素化及其生物相容性

目的 研究等离子体引发低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）表面肝素化以及肝素化ＬＤＰＥ表面抗凝血性和组织相容性。方法 利用等离子体引发技术在ＬＤＰＥ膜表面接枝聚乙二醇（ＰＥＧ）和肝素,用体外凝血时间及细胞生长试验考察改性ＬＤＰＥ表面的生物相容性。     

激光热致相变核-壳微胶囊的合成与性能

以甲基丙烯酸甲酯作为主要的核单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯作为壳单体，叔胺盐作为壳的改性剂，合成了平均粒径为55nm具有激光热致相变性能的核壳微胶囊。用红外光谱对其结构进行了表征；用透射电镜观察了微胶囊形貌；用示差量热分析法、热重分析法测定了热性能、接触角仪测定了相变前后的亲水性，探讨了对相变效果的影响因素。核聚合物的玻璃化转变温度为56.2℃，壳聚合物的玻璃化转变温度为85.3℃；该微胶囊感激光后发生相变，接触角由初始的20°变为93°。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

Effect of upper contact line on sliding behavior of water droplet on superhydrophobic surface

With a low surface energy, high apparent contact angle(>150°) and low sliding angle(<5°), superhy- drophobic surface has recently been attracting a great deal of attention. The true factor determining the sliding angle still remains unclear. In this paper, various superhydrophobic silicon surfaces with pillars are fabricated by photolithography and hydrophobized with octadecyltrichlorosilane (OTS). Relations between sliding angles and micro-structured surfaces are being investigated in detail with 10 mg wat...     

木材表面SiO2/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜的构建

【目的】为获得具有良好机械耐磨性的超疏水木材,构建了木材表面SiO₂/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜。【方法】采用两步法在木材表面构建有机/无机复合超疏水涂层,在木材基底预置透明环氧树脂底层以覆盖木材表面天然微沟槽结构,然后构建SiO₂/环氧树脂/氟硅烷(FAS)复合超疏水薄膜。采用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及傅里叶红外光谱仪对超疏水涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试其疏水、疏油和机械耐磨性能。【结果】木材表面复合超疏水涂层具有精细的微/纳米二元粗糙结构,该结构协同低表面能物质FAS,使木材表面不仅具有良好的超疏水性能(水静态接触角为153°,滚动角低于4°),而且疏油(乙二醇接触角为146°,滚动角低于11°); 经砂纸多次磨擦后木材表面水接触角和滚动角基本不变,超疏水性能保持稳定,超疏水涂层的微纳米结构及疏水物质依然保留,表现出良好的机械耐磨性。【结论】有机/无机复合超疏水涂层体系中,环氧树脂由于黏结作用使得SiO₂纳米粒子与木材基底形成牢固的结合,从而赋予涂层良好的机械稳定性。     

建筑用玻璃与可伐合金润湿规律

为实现建筑用玻璃与可伐合金的可靠激光封接,本文针对影响封接质量的主要因素(温度、时间、粗糙度及氧化层)对两者润湿性能的影响开展了研究.当保温温度由800℃提高至900℃,液态玻璃黏度降低致使其在可伐合金表面的流动性增强,润湿角由69.5°降低至31.1°.在850℃下延长保温时间(5~40 min),液态玻璃在低黏度条件下有充分的时间铺展,润湿角降幅为30%.随着可伐合金表面粗糙度的提高,液态玻璃向四周扩散需要克服的势垒增加,当粗糙度值Ra由0.186μm升至0.563μm时,润湿角由46.9°升至69.5°.由于可伐合金表面氧化层可与液体玻璃发生扩散而形成较强离子键,使得两者润湿性能显著提高,润湿角降低幅度达到23.6%.因此,在实际激光封接过程中,增加保温温度和时间、降低钢板表面粗糙度及钢板预氧化处理将有效地提高玻璃与钢板的润湿性能.     

液滴图片数字化引起的超疏表面接触角测量误差模拟研究

液滴在表面上的接触角是衡量表面润湿性能的一个重要指标,近年来在超疏水表面研究领域得到广泛应用。目前接触角测试主要采用座滴法在获取液滴数字图片的基础上对液滴轮廓进行直接测量或拟合得到;数字图片的离散性决定了接触角测试结果具有一定误差这一误差在液滴偏离球冠形状的情况下(例如:超疏水/油表面接触角测量)会变得较为严重。拟采用数值模拟分析方法研究由液滴数字图片决定的超疏水/油表面接触角测量误差随液滴参数和表面性能的变化规律。通过模拟发现,接触角测量误差随着接触角的增大而增大;采用大体积液滴进行测量会带来较大的接触角误差;而密度大或表面张力小的液体带来的误差较太。为实现接触角误差的控制,在采用小体积液滴的同时,可以通过悬滴法进行测试,此时误差可控制在仪器误差限范围之内。     

基于人工微台阶分选与捕获肿瘤细胞的微流控芯片

开发具有契合肿瘤细胞尺寸的微台阶结构的微流控芯片以将肿瘤细胞从正常人血细胞中分选并捕获出来．结合微加工技术,先后两次对同一块玻璃基底进行刻蚀,改变两次刻蚀的图样与时间最终与盖板间形成高度为10μm的微台阶结构,通过玻璃基底与有机高聚物PDMS（Polydimethylsiloxane）盖板的键合制作出微流控芯片．利用具有微台阶结构的芯片,悬浮于磷酸盐缓冲盐溶液中的肿瘤细胞（MCF-7）被全部捕获在微台阶结构内,尺寸小于台阶的正常人血细胞（红细胞）流过台阶未被捕获,实现了将肿瘤细胞从正常血细胞中分选并捕获．捕获在芯片中的肿瘤细胞都具有活性．芯片整体透明,肿瘤细胞捕获过程不需要进行化学修饰等预处理．     

改进Turner法制备光纤探针的研究

研究了化学腐蚀方法制备近场光学显微镜光纤探针时外界因素和腐蚀溶液与保护液体系本身性质对光纤探针形貌的影响。结果表明腐蚀溶液和保护液二元体系的界面在光纤上形成的弯月面的高度与界面和探针之间形成的接触角、界面张力、密度差有关,在一定范围内弯月面的高度与光纤直径成正比。通过理论分析和实验结果相结合,对比管式腐蚀方法制备的光纤探针的形貌,我们发现Turner法制备光纤探针时探针锥面蜂窝状粗糙形貌是光纤探针成尖过程的本质上缺陷造成的。通过改进Turner法制备光纤探针的工艺,结果表明采用第二次修饰性腐蚀可以有效地改进探针的粗糙锥面,并增大探针的圆锥角。     

NH3等离子体处理的PET表面接枝氨基酸的研究

用氨气等离子体处理聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜，在表面引入活性基团氨基，并通过戊二醛接枝谷氨酸。利用接触角、全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）、光电子能谱（XPS）和体外血液相容性实验(APTT)表征接枝改性后的膜的表面结构和性能，比较了只用氨气等离子体处理的膜和接枝谷氨酸后的膜的性能。结果表明，两种改性膜亲水性均提高，70W放电功率下改性的膜血液相容性改善效果最好。与未处理的膜相比，用氨气等离子体处理的膜的APTT延长了5.9s,接枝了谷氨酸的膜的APTT延长了3.2s。