镁合金表面超疏水膜层的制备及性能研究

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1、声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：p爆?够关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它子复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查

2、阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：遂日期：2翊叁Q6，篮导师签名：主：至：丕：茎兰日期：趔弓。受笸。旦[太原理工大学硕士研究生学位论文镁合金表面超疏水膜层的制备及性能研究l删鼎摘要镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料，由于具有高的比强度和比刚度、易切削、减震、抗冲击、良好的电磁屏蔽等一系列优点，使它成为了汽车工业、航空航天等领域减重的理想材料。但是，镁合金等镁基材料的塑性变形能力及耐蚀性能都很差，这两个缺点是造

3、成其在工程领域应用较少的主要原因。针对镁及镁合金耐蚀性差这一缺陷，本文以工业用AZ31镁合金轧板为研究对象，通过在其表面构造仿荷叶的微纳二级粗糙结构，使镁合金表面呈现出超疏水性，从而提高其耐蚀性能。在良好耐蚀性的保障下，镁合金才能够充分发挥自身优势，深化其在汽车工业、航空航天、3C行业等领域的应用。本研究采用简单易行的湿化学方法，通过草酸刻蚀、化学镀银和硬脂酸自组装三步处理，在AZ31镁合金表面上成功制备出了超疏水膜层，并尝试解释了该制备工艺的化学反应机理，然后利用扫描电子显微镜和视频光学接触角测量仪对镁合金表面

4、上超疏水薄膜的微观形貌和润湿性进行了表征；利用电化学工作站测试了表面有、无超疏水膜层的不同镁合金试样在氯化钠溶液中的电化学阻抗谱。结果显示，采用上述三步法处理后的镁合金表面呈现出超疏水性，水滴在试样表面的表观接触角约为1530，接触角滞后为40；超疏水薄膜在电镜下的微观形貌为紧密堆积的均一微米级球形太原理工大学硕士研究生学位论文结构，直径为2～3肚m，每个微米球又由不规则排列的纳米片组成，纳米片的厚度为90～100肿，这种独特的微纳层次结构可以捕捉大量空气，在水和镁合金基体之间形成一层极薄的空气垫，有效地阻挡水分

5、子向基体内部渗入；与未处理的原始镁合金试样相比，处理后表面超疏水的镁合金试样在O．1m01／LNaCl溶液中的耐蚀性明显提高，说明超疏水膜层可以抑制膜基界面处点蚀的发生。同时，本文还研究了超疏水结构对镁合金浮力的影响以及采用深冷处理改善超疏水膜层膜基结合力和耐磨性的实际效果。本研究中镁合金表面超疏水膜层所用的制备方法及相关性能的检测，希望能够为该课题的后续工作和其他相关的研究项目提供一些有用的基础数据和想法。关键词：AZ31镁合金，湿化学法，超疏水膜，耐蚀性，浮力，深冷处理太原理工大学硕士研究生学位论文FABRI

6、CATl0NOFSUPER—HYDROPHOBICFILMS0NMAGNESIUMALLOYSANDTHEIRRELEVANTPROPERTIESABSTRACTMagIlesiuma110ys，asthe1i曲teststlllcturalalloys，haVemanyadVantagessuchashighspeci6cstrength，highspecificstifmess，goodcushioning，electromagneticshielding，highradiationtoleranceandf

7、ree—cutting，etc．ThereforemagnesiumalloyshaVebecomeidealcandidatematerialsfortheir印plicationiIlautomotiVe，aerospaceandotherfieldstoloseweight．However，铆oremainingchallenges，poorplasticdefomlationabilityandpoorcorrosionresistance，hindertheiruse．AZ31roUedplatesar

8、eselectedastheresearchmaterialsinthisp印er，andtheirco玎osionresistanceareimproVedbybuildingthe111icro—nanohierarchicalstmctureonmagnesiumalloyssurfacetogeneratethesuper-hydr叩hobicityforthel