论文部分内容阅读
海洋腐蚀与海洋生物污损严重制约着人类对海洋资源的探索和利用,对海洋材料采取有效的腐蚀与污损防护具有深远的意义。仿生(猪笼草)超滑表面首次被报道具有能够排斥任何液体、防污以及防冰等优良性能引起广泛的关注。本论文在铜锌合金基体以及玻璃基体表面制备仿生超滑表面,利用扫描电子显微镜、三维视频显微镜、X-射线衍射技术、电化学阻抗测试技术、SKP技术对铜锌合金超滑表面形貌以及在海水中的耐蚀性进行研究。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、荧光显微镜、紫外分光光度计对超滑玻璃表面形貌及在海水中防生物污损性能进行研究。主要结果如下:论文提出了一种结合电偶腐蚀和化学气相沉积的简便方法在铜锌合金表面实现超疏水特性,流动的油相液体注入多孔粗糙铜锌合金表面,构建铜锌合金超滑表面(SLIPS)。首先,将Cu-Zn浸泡在4.8 wt%CuSO4溶液中进行脱合金反应,通过不断的脱Zn-沉积Cu获得多孔Cu2O表面;然后采用正十二烷基硫醇改性粗糙的Cu2O表面以实现超疏水性;最后通过旋涂技术将油相注入超疏水表面,最终在Cu-Zn合金上获得超滑表面。SLIPS对Cu-Zn合金基体具有很强的缓蚀能力,其腐蚀电流密度低至裸Cu-Zn合金的1/500。此外,SLIPS对宽阳极和阴极窗多次周期电场极化具备高抵抗性。SLIPS还具有良好的机械损伤自愈能力,即使经历多次切割或钻孔之后,仍可保持腐蚀抑制,显示出对外部机械损伤具有高耐受性。论文以透明玻璃作为基材,在温和的条件下,采用简单的“呼吸”方法在玻璃基体表面通过正硅酸乙酯的水解反应生长具有三维互连网络结构的SiO2,并与玻璃基体有较强结合力。然后,通过长链有机分子的接枝构建玻璃疏水表面,再通过旋涂技术将润滑油注入三维互连网络结构在玻璃表面形成仿生超滑表面。实验结果表明,玻璃仿生超滑表面在海水硅藻悬浊液中浸泡11天,其生物抑制效率为96.1%。透光率仍然高于裸玻璃,证明了玻璃仿生超滑表面可以有效抑制生物污损的附着。