特殊浸潤性表面的開發製備與性能研究 李傑 9787122431820 【台灣高等教育出版社】

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適讀人群 ：本書可供從事相關領域研究的科研人員參考。
圖文對照實例講解特殊浸潤性表面

內容簡介
本書對自然生物界存在的特殊浸潤現象進行了概述，結合國內外有關特殊浸潤性材料的研究工作進展及相關理論，闡述了特殊浸潤性表面的形貌特徵、設計思想、研究意義及仿生學設計等，結合作者的研究，本書著重介紹了對鋁、鎂、鈦及硅等進行特殊浸潤性改性研究的方法，並對製備得到的特殊浸潤性表面的性能進行了研究。書中通過實際案例講解，有大量的圖表數據，內容翔實。
本書可供從事相關領域研究的科研人員參考。

作者簡介
無

目錄
第1章緒論
1 1引言002
1 2具有超疏水特性的自然生物表面004
1 3超疏水表面製備方法013
1 4研究內容021
參考文獻022
第2章浸潤性基礎理論
2 1浸潤性理論029
2 2浸潤表面的物理力學034
2 3固液的表面性質037
2 4固液界面膜與有序分子膜039
參考文獻040
第3章激光加工與自組裝構建硅/鎂基超疏水表面
3 1材料與製備045
3 2結果與討論050
3 3本章小結061
參考文獻062
第4章浸泡刻蝕與低表面能物質修飾鋁鎂合金基超疏水表面
4 1材料與製備065
4 2結果與討論068
4 3本章小結077
參考文獻078
第5章微弧氧化與自組裝製備疏水/超疏水鎂合金表面及其微摩擦學特性
5 1材料與製備081
5 2結果與討論084
5 3本章小結097
參考文獻097
第6章基於微弧氧化與納米顆粒製備鎂合金超疏水表面及其耐蝕性
6 1材料與製備100
6 2結果與討論102
6 3本章小結111
參考文獻111
第7章輕金屬基特殊浸潤性表面的製備與表徵
7 1表面形貌分析114
7 2表面成分分析127
7 3分子膜沉積法製備的表面浸潤性分析130
7 4提拉法製備的表面浸潤性分析139
7 5表面自清潔性研究144
7 6本章小結147
參考文獻149
第8章玻璃基底超疏水表面的製備與表徵
8 1分散SiO2納米疏水表面製備152
8 2環氧樹脂/SiO2複合玻璃基底超疏水表面158
8 3本章小結161
參考文獻162
第9章製備工藝與展望
9 1製備工藝比較165
9 2結論169
9 3展望170

前言/序言
特殊浸潤性表面因其在人們的日常生活和國民生產的各個領域有著巨大的應用前景而受到研究者的廣泛關注。對自然生物界特殊浸潤性表面的研究發現，固體表面的浸潤性是由材料表面的化學組成（表面自由能）和表面微觀形貌決定的，通過改變固體表面的微觀結構和表面自由能可以實現對固體材料表面浸潤性的調控。基於上述理論，從表面微觀結構和表面自由能兩個方面著手，利用多種技術手段構建適當的表面微觀結構，同時對材料的表面自由能加以調控，實現了對不同基底材料浸潤性的調控，為超疏水表面的製備提供了新的工藝手段和方法。
採用激光加工技術在硅、鎂合金表面構造規則的粗糙表面結構，利用自組裝技術進行氟化硅烷修飾，製備得到具有超疏水性的硅、鎂合金表面。研究了具有規則形貌結構的改性表面與接觸角之間的關係，通過建立數學模型對超疏水表面的浸潤狀態進行分析，闡明了基於激光加工與自組裝技術構建硅、鎂合金表面的超疏水狀態符合Cassie-Baxter狀態模型。
基於位錯刻蝕理論，利用溶液刻蝕處理鋁鎂合金試樣構建微觀粗糙結構，通過自組裝技術降低微觀粗糙表面自由能，製備得到鋁鎂合金超疏水表面。研究發現，刻蝕時間的不同使製備得到的超疏水表面與水滴之間的黏附力存在明顯差異，分析認為，黏附力的差異是水滴在具有不同微觀結構表面上所處的狀態不同造成的。
通過微弧氧化技術在鎂合金表面生成微觀粗糙結構，再利用自組裝技術獲得了鎂合金基底超疏水表面。對試樣表面進行微摩擦學測試表明，緻密層和疏鬆層以及經自組裝分子膜修飾后的膜層均比鎂合金基底具有更好的耐磨性能；基於自組裝技術製備的疏水/超疏水表面形成的邊界潤滑膜在一定載荷條件下均能有效地降低基底的摩擦係數，邊界潤滑膜失效后，基底表面特性佔主導地位。
採用微弧氧化技術在鎂合金表面生成微細表面結構，利用環氧樹脂溶液和納米二氧化硅分散液對該表面進行塗覆處理，形成二氧化硅納米顆粒均勻分佈的粗糙表面，再利用全氟硅烷改性后，製備得到具有微/納二元粗糙結構的超疏水性複合塗層。研究表明，此表面具有穩定的超疏水效果，其對不同pH值的液滴均表現出超疏水性，並且，相比鎂合金基底，耐蝕性得到顯著提高。
利用激光刻蝕工藝分別與沉積法、提拉法相結合，以TC4鈦合金、TA2純鈦、6061鋁合金、AZ31B鎂合金四種常用的輕金屬材料為基底，以點陣、切圓、直線和網格為基底形貌特徵，對於同一種形貌設置了不同參數，特別地對於直線和網格圖形選用了兩種不同的加工方法，製備出了一系列特殊浸潤性表面，並分別對其進行了浸潤特性研究、表面的微觀形貌研究、表面成分測定以及自清潔性研究。
以玻璃為基底的超疏水表面構建，利用納米SiO2顆粒製備了單分散納米SiO2疏水表面，結合環氧樹脂製備了環氧樹脂/ SiO2複合表面，成功製備了高疏水性和透光性好的玻璃基底鍍層。
由於時間倉促、水平有限，不當之處在所難免，懇請同行和讀者批評指正。本專著的出版得到了北京工商大學科技創新服務能力建設——高水平論文作者/科研獲獎培育計劃項目與專著資助的扶持，在此表示感謝。
李傑