微/纳双模仿生超滑涂层的设计制备及其长效防污防腐性能研究
编号:357
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更新:2025-04-20 19:49:47 浏览:12次
口头报告
摘要
液相填充多孔超滑表面(SLIPS)因其优异的拒液性在防污防腐方面表现出巨大的应用前景。然而,SLIPS表面润滑油膜的稳定性严重制约了其防污防腐性能的长效性。本研究通过等离子喷涂纳米团聚陶瓷粉末,构建微纳双模多孔结构,然后进行化学改性和润滑剂浸渗,制备了具有长期耐久性的SLIPS涂层。本文采用SEM及XRD表征了基相陶瓷涂层的微观组织结构及相结构;通过长期动态浸泡试验、抗剪切测试、水流冲击试验和机械磨损试验表征了涂层的长期耐久性;通过细菌和藻类贴附实验表征了SLIPS涂层的防污性能;此外,通过电化学测试表征了SLIPS浸泡不同时间后的防腐性能。
研究结果表明,通过等离子喷涂纳米团聚陶瓷粉末,随后进行化学改性和润滑剂浸渗成功制备了具有长效耐久性、长期防污防腐性能的微纳双模多孔结构SLIPS涂层。通过调控喷涂功率,制备了具有不同孔隙结构的SLIPS涂层。其中微米尺度的孔隙为储存润滑油提供了空间,纳米尺度的孔隙则通过毛细作用增强了涂层的锁油性能。润湿性测试结果表明,所制备的双模多孔SLIPS涂层具有优异的超滑性和良好的疏水性(滑动角5°,接触角~98°)。此外,SLIPS对强酸强碱等复杂液体表现出良好的排斥性能。动态浸泡20天后,27 kW喷涂功率下制备的SLIPS-27涂层的润滑剂留存率高达72.6%,较单微米孔SLIPS(17.5%)和单纳米孔SLIPS(32.3%)有显著提升。其长效耐久性源于微/纳米孔隙的协同作用,促进了润滑剂的储存与锁定。同时,SLIPS-27展现出最优异的长效防污性能。经10天细菌贴附和20天藻类贴附测试,其对大肠杆菌、小球藻和三角褐指藻的粘附抑制率分别达87%、92%和94%。此外,浸泡10天后,与裸基体相比,SLIPS-27的腐蚀电流密度降低两个数量级,电荷转移电阻和0.01Hz频率下阻抗模值提升两个数量级,显示出卓越的长期防腐能力。本研究为构建具有长效防污防腐特性的SLIPS提供了新的思路。
关键词
超滑表面,等离子喷涂,防污防腐,长效耐久性
稿件作者
孟怡轲
郑州大学材料学院
田佳佳
郑州大学材料学院
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