超疏水/超双疏钛合金表面制备及其减阻性研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eeee_188
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超疏水表面具有自清洁、防结冰、流体减阻及抑制表面腐蚀等特点,因而在船舶、水流运输及航天航空等行业具有广阔的应用前景。通常,超疏水表面并不具备很好的疏油性,这阻碍了它在实际中的应用。而超双疏表面对水和油均具有极大的排斥性,不仅能够用于油性环境中,且几乎具备超疏水表面的所有特性。因此,超双疏表面比超疏水表面具有更加广阔的应用空间,例如在防污渍、油水分离、石油运输及减少石油污染等方面的应用。钛合金因其具有密度小、比强度高、耐热耐腐蚀等优异性能,在航空、军事、化工等领域被广泛地应用。所以,制备出超疏水/超双疏钛合金表面具有非常重要的研究意义。论文依据电化学阳极氧化技术提出了简单、经济、高效的新方法制备出超疏水或超双疏钛合金表面:在碱性电解液中仅利用一步阳极氧化构建出微米级孔洞粗糙结构,在中性电解液中仅利用一步阳极氧化构建出具有凹角形貌的微纳米双重结构;经过氟硅烷低表面能修饰后,钛合金表面分别实现了超疏水性和超双疏性。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪等分别对超疏水/超双疏钛合金表面的润湿性、微观形貌及化学组成进行了表征,结果表明,合适的微观粗糙结构及低表面能修饰的共同作用是表面实现超疏水/超双疏性的关键。通过表面稳定性实验验证了制备的超疏水/超双疏钛合金表面具有很好的持久性和稳定性。为探究制备的超疏水钛合金表面的水流减阻特性,基于压差法测流阻的原理,搭建了宏观槽道减阻实验装置。在层流条件下,针对普通表面槽道和超疏水钛合金表面槽道测得两点之间压差值在不同水流速度下的变化规律。实验研究表明制得的超疏水钛合金表面具有明显的减阻性能,在层流条件下,流动减阻可达10%~15%。根据表面滑移理论分析了超疏水表面水流减阻的主要原因:超疏水表面的微观结构中充满空气,水流主要从微结构间的空气层流过,液体与气体之间发生无剪切滑移,即当水流流经气液界面的时候,壁面速度不为零。
其他文献
超级电容器是一种新型的储能装置,能量密度高、循环稳定性好、充放电速率快、环境友好,在通讯设备、航空航天、移动电子、交通设施等领域有重要应用前景。电极作为超级电容器的核心部件、能量储存的场所,其结构对超级电容器的性能具有重大的影响。本论文利用电射流沉积技术制备超级电容用石墨烯/聚苯胺薄膜电极,通过改变沉积参数得到不同结构的薄膜电极,并对电极性能进行对比研究。本文介绍了电射流沉积试验平台、工作参数以及
汶川地震和芦山地震过后,邛崃市平乐镇芦沟流域内地质灾害频发,不但威胁当地居民的生命财产安全,而且对芦沟景区造成了一定程度上的破坏,严重制约了当地经济发展,为保障芦沟景区继
辽东湾地区是渤海地区最重要的产油气区之一,具有非常大的勘探潜力。近年来的勘探开发成果表明,辽中凹陷南洼东营组和沙河街组具有良好的油气成藏条件,具备形成大中型油气田
学习贯彻“三个代表”重要思想 ,高校应走在前列。对高校来说 ,贯彻“三个代表” ,成为“三个代表”的实践者 ,关键在坚持与时俱进 ,核心在坚持先进性 ,本质在坚持教育为民
本文研究了复杂混合轮系构型方案计算机辅助设计的方法。基于状态空间方法建立了复杂混合轮系的状态特征模型,研究了混合轮系构型方案设计的相关理论,实现了复杂混合轮系构型方案的计算机辅助设计,以及开发出了对应的复杂混合轮系构型方案设计软件。基于状态空间方法建立了复杂混合轮系的状态特征模型。定义了可以准确描述构件特征信息的状态特征矢量,运用单元分析法确定了轮系基本单元原型,以及建立了对应的状态平衡方程;轮系