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、防結霜結冰和流體減阻等優(yōu)良特性，在汽車、民生、國防等領域有著極其重要的應用前景。目前，已有多種方法成功制備出仿生超疏水結構表面，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構表面的制備方法存在制備工藝復雜以及環(huán)境污染等嚴重問題。
　　結構表面的粗糙因子（roughness factor,r）是表征超疏水性能的重要參數(shù)之一。對于結構規(guī)則的表面，r值可以直接計算出來;但對于結構不規(guī)則的表面，

2、則無法通過直接計算得到r值。通常采用兩種實驗方法獲得這個重要的參數(shù)。一種方法是通過測量表觀接觸角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量，但是該種方法只適用于檢測粗糙度較小的表面。對于粗糙度較大的表面，則難以準確測得r值。
　　鑒于上述原因，本文采用兩步化學法刻蝕鋁基表面，采用接觸角測量儀測定結構表面的接觸角大小，采用掃描電鏡對結構表面的微觀結構進行觀察。然后，本文采用激光共聚焦顯微鏡首先測定了

3、規(guī)則表面的r值并與計算值進行比較，對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行測量并對r值進行比較。另外，分別在環(huán)境掃描電鏡下和常溫下對所制備的結構表面進行冷凝實驗，觀察并分析液滴在表面上的彈跳及合并行為。結果表明，利用兩步化學刻蝕法可以簡便、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得的結果都能與其他方法得到的結果相接近，從而證實激光共聚焦顯微鏡測量表面的r值是可靠的