钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性

采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂SiO_(2)颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明:超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^(-8)A/cm^(2),较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm^(2)、3000Ω·cm^(2),表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。

AZ31镁合金基Cu-MOF-SA超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

腐蚀是影响镁及其合金大规模应用的关键技术难题之一,因可有效隔离金属基底与腐蚀介质的直接接触,从而降低腐蚀速率,制备超疏水表面成为提高镁合金耐蚀性的有效途径。通过一步电沉积方法,在AZ31镁合金基底上成功制备了铜-金属有机骨架-硬脂酸(Cu-MOF-SA)超疏水膜,并对超疏水膜的耐腐蚀性、化学稳定性和耐热性进行了综合研究。结果表明,表面的水接触角可达158°,超疏水膜覆盖的试样在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐腐蚀性能,相比AZ31镁合金基底,其腐蚀电位正移了0.24 V,腐蚀电流密度降低了1个数量级。在pH值为1~14的溶液中浸润24 h后,超疏水膜的水接触角仍可达135°以上,浸泡在pH=1的溶液24 h的超疏水膜的腐蚀电位比AZ31镁合金基底高0.21 V。在20~90℃空气中保温24 h后,超疏水膜的水接触角仍保持在154°以上,80℃下保温24 h后其腐蚀电位比AZ31镁合金基底的高0.22 V,腐蚀电流密度比AZ31镁合金基底的小1个数量级。结果表明,本研究制备的Cu-MOF-SA疏水膜具有良好的超疏水性和耐腐蚀性。

基于声虹吸效应的薄膜声学超材料结构设计与低频吸声性能研究

针对低频噪声防治问题,本文设计了一种薄膜型声学超材料,通过引入质量块自身结构的不对称性,使其在低频范围内形成新的振动模态,实现低频范围内有效控制噪声。所设计单胞结构在200~1000 Hz的范围内存在4个完美吸声峰,吸声系数0.56以上的频带宽度达到350 Hz,平均吸声系数达到0.53。我们通过进一步优化了薄膜超材料的几何参数,并构建了超胞结构,实现声虹吸效应。通过增加不同共振频率的结构单元,使得结构与空气阻抗相匹配,在研究的低频宽带范围内,吸声峰达到10个,最大吸声系数为0.983,平均吸收系数达到0.781,有效拓宽薄膜超材料结构的吸声范围。该研究提升了声学超材料低频吸声效果,为声学超材料结构设计与优化方面提供了解决思路。

基于声虹吸效应的薄膜声学超材料吸声型管道消声器

本文将薄膜型声学超材料应用于消声器中,通过利用其独特的吸声性能,将声学超材料的吸声特性转化为计算消声器的传输损失的特性。通过引入声虹吸效应,有效提升了消声器的消声效果,实现了更为出色的声学性能。获得了一种结构简单、体积小,在管道声学方面能够控制低、宽频噪声的薄膜吸声型消声器。基于将单元扩胞引入声虹吸效应,改善消声器的消声效果,结果表明当扩胞为两个单元结构后,消声器的传输损失获得了提升,获得4个传输损失声峰,最高传输损失峰值为18 dB为提高消声器的消声效果提供了新的优化思路。

几何参数和声虹吸效应对薄膜声学超材料低频吸声性能的影响

针对低频噪声防治问题,本文设计了一种薄膜型声学超材料,质量块选用圆形质量块,分析几何参数对其吸声性能的影响,同时利用阻抗匹配原理解释了产生吸声峰的原因。研究结果表明:吸收峰主要来源于薄膜弹性振动;改变薄膜及附加质量的几何参数均会显著改变吸收峰的幅频特征,因此,可针对目标频谱特性,通过优化薄膜和附加质量的几何参数,有效改善薄膜声学超材料的吸声性能。引入声虹吸效应能提升了声学超材料低频吸声效果,为声学超材料结构设计与优化方面提供了解决思路。

超硬膜的研究进展

本文简要总结了近年来超硬膜研究领域中的一些最新进展，包括超硬膜硬度的理论研究和轻元素组成的超硬膜、纳米复合膜、纳米多层膜以及它们力学性能增强效应的理论解释．对超硬膜以后的发展趋势提出了自己的一些见解．

超疏水涂膜的研究进展

超疏水涂膜以其独特的性能,在国防、工农业生产和日常生活中有着广泛的应用前景。但目前的制备技术制约了其在建筑外墙涂料等大型设施方面的应用。探索如何采用简单有效的方法构造和调控涂膜的双微观结构,从而获得性能持久优异的超疏水性涂膜,并有效应用于生产和生活的各个方面是这一领域研究的最终目标。本文就超疏水材料表面理论的发展和近几年来超疏水膜制备技术取得的新成果进行了概括,并指出制备超疏水涂膜存在的问题和发展方向。利用表面能极低的含氟材料,将溶胶-凝胶、相分离技术和自组装梯度功能等技术有机结合,获得适宜的表面粗糙度和微观构造,是实现超疏水涂膜工业化生产的可行途径。

CuTsPc超分子膜修饰FET器件的光敏特性研究

在场效应晶体管上修饰八层磺化酞菁铜超分子膜可制成新型光敏器件,该器件具有稳定的阈值电压,良好的输出特性及与磺化酞菁铜的吸收基本一致的光谱响应,并利用表面光电压谱对其光敏机理进行了探讨。

长链羧基硅RCAS的合成及氨基硅/长链羧基硅超分子膜形貌

通过氨基硅烷、十二烷基硅烷与D4的共聚反应制备了中间体氨基/十二烷基改性聚二甲基硅氧烷(RASO),再用RASO与马来酸酐反应获得了长链羧基硅(RCAS),采用红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)对其结构进行表征,在乙酸乙酯溶剂中通过超分子组装获得了单晶硅表面的ASO/RCAS超分子膜,结合原子力显微镜(AFM)对膜的形貌进行了研究。结果表明,ASO/RCAS超分子膜形貌,完全不同于氨基硅N-β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷(ASO)和RCAS形成的硅膜的形貌,其表面针状或柱状的直立亮峰大大减少,长链烷基的倾斜弱化了表面规则有序的窗棂形貌。

磷钼杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极对亚硝酸根电催化还原的研究

制备了磷钼杂多酸－Ｌ－半胱氨酸自组装超分子膜电极（Ｐ２Ｍｏ１８－Ｌ－Ｃｙｓ／Ａｕ）。采用水平衰减全反射（ＡＴＲ－ＦＴＩＲ）光谱表征了膜的组成。研究了该膜电极的电化学性质，发现它在１．０ ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４溶液中，于０．０～０．７Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）间ＣＶ扫描出现两对稳定、可逆的氧化还原峰，其中峰电位分别为Ｅｍ１＝０．３３４ Ｖ，Ｅｍ２＝０．１８８Ｖ，对应着Ｐ２Ｍｏ１８Ｏ_(６２)^(６－)的两步２电子－２质子反应；计时库仑法计算了薄膜内的电子传递系数Ｄ为５．０１ × １０^（－８）ｃｍ２·ｓ～（－１）。该膜电极对酸性溶液中的ＮＯ_２~－有明显的电催化还原作用，初步探讨了电催化机理。用差分脉冲伏安法（ＤＰＶ）测定其还原峰电流与ＮＯ_２~－的浓度在２．０ ×１０^（－６）～２．０ × １０^（－４）ｍｏｌ／Ｌ范围内呈良好的线性关系，相关系数为０．９９５３，检测限５．０×１０^（－７）ｍｏｌ／Ｌ。该电极用于模拟水样中ＮＯ_２~－的测定，结果满意。

含氟硅丙烯酸酯乳液超疏水膜中疏水基团的梯度分布与表面微观结构研究

利用含氟疏水基团的梯度分布,结合草莓形纳米SiO2粒子提供的双重粗糙表面,制备了具有类"荷叶效应"的超疏水涂膜,水接触角达(174.2±2)°,滞后角几乎接近0°.通过原子力显微镜、扫描电镜和水接触角的测试对膜表面形貌及疏水性能进行了表征;探讨了其表面微观结构与表面疏水性能的关系.草莓形复合粒子在膜表面的无规则排列赋予涂膜表面不同等级的粗糙度,使水滴与涂膜表面接触时能够形成高的空气捕捉率,这种微观结构与疏水基团的梯度分布相结合,赋予了含氟硅丙烯酸酯乳液涂膜表面超疏水性能.

C对多弧离子镀TiCN系超硬薄膜性能的影响

就C对TiCN系膜层的硬度、耐磨性、与Fe基材料的摩擦系数和粘附倾向的影响进行了试验研究。借助于SEM、AES、XRD、WDS等手段，对C在TiCN系膜层中的行为、作用进行了初步探讨。

毛细力学在超亲水膜分离过程中的应用及力学模型

目前基于特殊润湿性的油水分离膜方面的研究很少涉及到膜分离过程中相关动力学过程的考察以及量化计算.文中运用毛细力学的思想考察超亲水膜分离过程的相关物理量,将基于特殊润湿性的膜材料的膜孔归类为毛细管孔道,在此基础上建立数学模型,对超亲水膜分离油水混合物中的受力情况进行了详细分析;从表面张力的角度计算分析了空气中超亲水超亲油膜在水下超疏油的原理;从毛细力学的角度对膜分离过程中的毛细流动速率、毛细管总渗透速率、膜通量以及临界穿透压力等进行了详细的计算,并通过实验进行了检验;在此基础上初步从毛细力学角度探讨了超亲水及水下超疏油分离膜的分离机理.

超疏水膜的研究进展

近年来,由于超疏水膜表面在自清洁、微流体系统和特殊分离等方面的潜在应用,超疏水性膜的研究引起了极大的关注。本文着重讨论了超疏水膜的化学组成及物理结构、制备方法,并对超疏水膜的发展方向进行了展望。

铝合金表面有机硅烷超疏水膜的制备及其耐蚀性

有机硅烷薄膜可有效保护铝合金。配制了十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)溶液,通过自组装的方法在铝合金表面制备了超疏水有机硅烷薄膜,研究了薄膜的表面形貌、化学结构及耐蚀性。结果表明:制备的有机硅烷薄膜可达到超疏水状态,表面接触角为158,°且对铝合金表面有显著的防腐蚀作用,保护效率达到89.2%。

纳米氧化铜表面超疏水膜的制备

通过控制氧化法在铜基底表面制得了氧化铜纳米花瓣膜,然后分别用十二烷基硬脂酸、硬脂酸、十二烷基硫醇和线性低密度聚乙烯对其表面进行修饰.结果表明:试验得到了超疏水复合膜,表面接触角均超过150°,滚动角小于5°.其中,十二烷基硫醇修饰时,可在短时间内(1h)得到疏水性较高的纳米复合膜,表面的接触角达到165°.通过晶型分析讨论纳米氧化铜的形成机理,并用X-射线粉末衍射(XRD)、接触角测量、表面反射红外光谱(IR)及扫描电子显微镜(SEM)对复合膜进行了表征分析,结果表明,试验成功制备了具有不同形貌的超疏水性纳米结构复合膜.

磷钼杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子pH敏感膜电位传感器

采用动电位静电吸附法制备了 Keggin型磷钼杂多酸 -L-半胱氨酸自组装超分子膜修饰金电极(PMo1 2 -L-Cys/ Au膜电极 ) ,探讨了成膜机理 .水平衰减全反射 (ATR) FTIR光谱技术研究表明 ,超分子膜的形成是通过 PMo1 2 O3- 40 阴离子与 L -Cys中的— NH+ 3阳离子之间静电作用实现 .与溶液中 PMo1 2 O3- 40 相比 ,超分子膜能在较宽的 p H范围内稳定存在 ,并对 H+ 有灵敏的电位响应 ,测定了 p

用水基憎水剂在预处理的金属表面制备超憎水膜

探讨了一种新型水基憎水剂的制备和成膜工艺，并分析了预处理金属表面超憎水膜的形成机理。将这种以聚四氟乙烯和硅溶胶为基础组分的水基憎水荆在化学镀镍膜和磷化膜上进行憎水处理，与工业上常用的有机硅氧烷类憎水剂进行对比，表明这种憎水剂获得的膜层具有憎水效果优异、附着力好、耐磨性好、制备工艺简单等优点。利用扫描电镜、接触角测试仪等对这种憎水膜层的微观形貌和成分、憎水角等进行了表征分析。结果表明，这种水基憎水刺在化学镀镍膜和磷化膜表面形成憎水膜层的憎水角分别为155～157°和146～148°，膜层增重分别为0．81和0．54mg／cm^2。

金属基合金表面超疏水膜的构筑及其耐蚀性的研究进展

超疏水技术是一项新型的腐蚀防护技术,在金属基合金表面构筑超疏水膜能有效地抑制金属和合金材料发生腐蚀。介绍了金属基合金表面超疏水膜的构筑方法,重点分析了超疏水膜对金属合金基体耐蚀性能的影响,最后总结了超疏水技术近年来的发展,及其存在的技术障碍。

降低超硬类金刚石薄膜应力的方法

在参考他人最近十几年研究的基础上,总结了降低超硬类金刚石薄膜内应力的几种方法,包括热退火、掺杂、加脉冲偏压、沉积多层膜等。退火在降低应力的同时可保持类金刚石薄膜很高的硬度,其他各种方法在降低应力时都以降低一定的硬度为代价。