【摘 要】
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超疏水表面在自然界中广泛存在,水滴在其上的不润湿特性使表面具备了一些特殊功能,如防腐蚀、自清洁、防雾、抗结冰等,因此,在工程领域有着良好的应用前景。超疏水表面制备的关键是表面微纳米结构的构造。现有的制备方法受制于成本、精确度等问题,限制了超疏水表面在金属材料方面的应用。本课题采用扩散连接的方法,利用其可以精确调控微米尺度的特性,通过化学腐蚀、纳米结构制备和修饰剂修饰,成功地制备了具有功能性的超疏水
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超疏水表面在自然界中广泛存在,水滴在其上的不润湿特性使表面具备了一些特殊功能,如防腐蚀、自清洁、防雾、抗结冰等,因此,在工程领域有着良好的应用前景。超疏水表面制备的关键是表面微纳米结构的构造。现有的制备方法受制于成本、精确度等问题,限制了超疏水表面在金属材料方面的应用。本课题采用扩散连接的方法,利用其可以精确调控微米尺度的特性,通过化学腐蚀、纳米结构制备和修饰剂修饰,成功地制备了具有功能性的超疏水表面。采用铜箔和钛箔间隔堆叠,在连接温度为800℃,保温时间为5min的条件下进行扩散连接,采用浓度为3.76mol/L的FeCl3溶液在50℃条件下进行腐蚀,腐蚀后试件的沟槽底部平整,沟槽深度可控。通过控制不同的腐蚀时间来构造出具有不同沟槽间距和深宽比的粗糙表面。对于腐蚀后的试样,使用0.01mol/L的正十二硫醇乙醇溶液修饰24h后,接触角的测量结果表明,使用60μm铜箔和10μm钛箔扩散连接、经腐蚀后所得深宽比为1的试样表面疏水性能最佳;使用1mol/L的NaOH溶液作为电解液,试件置于阳极,Pt作为阴极,在电流参数为3.54A/cm2,氧化时间为90s的工艺条件下,制备了TiO2和CuO的复合表面,表面形貌为直径约300nm球状颗粒物密集排列。经0.01mol/L的正十二硫醇乙醇溶液修饰24h后,制备出了静态接触角大于160°,滚动角小于3°的超疏水表面,经测试发现,表面可观察到液滴弹跳现象并具备自清洁功能。采用60μm宽铜箔和10μm宽钛箔扩散连接,腐蚀后获得深宽比为1的粗糙表面。使用1mol/L的（NH4）2SO4+0.5wt%的NH4F的混合溶液作为电解液,试件置于阳极,Pt作为阴极,进行阳极氧化试验。得出最佳的工艺参数为电流密度:150mA/dm2,氧化时间20s,制备出具有丝网状TiO2纳米表面形貌的耐酸耐碱表面。紫外光线照射20min即表现出明显的润湿性转变,实现了光控制润湿性转变性能的表面;通过HS（CH2）9CH3和HS（CH2）10COOH摩尔比为3:2的1mmol/L的乙醇溶液浸泡24h后,制备出了润湿性随液滴pH值变化的功能性表面。制备出的功能表面在微流体控制、油水分离等领域有极大的应用前景。
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