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铝基超疏水表面的制备及性能表征 邓 瑞 学号：12015001128 专业：材料加工工程 摘要: 铝作为轻质金属之一，具有储量大、比强度高、导电导热性好等优点， 被广泛运用于航空航天、交通运输、建筑等领域中。使用时，其表面容易被污染、 被腐蚀及结冰结霜而降低使用寿命及使用性能。因此，铝表面的超疏水化处理对 进一步提升铝的运用具有重要意义。本文简述了润湿性的基本理论，总结了超疏 水铝表面的制备及性能表征方法，并对超疏水铝表面的研究方向进行了展望。 关键词：铝； 超疏水； 制备； 表征； Fabrication of superhydrophobic surface on aluminum substrates and its characterization Deng rui Student ID：12015001128 Major ：Materials Process Engineering Abstract: Aluminum, one of the light metals, is widely used in aerospace, transportation, construction and other fields own to its advantages of large reserves, high specific strength, and desirable thermal conductivity and so forth. However, Al surface is easily contaminated, corroded and freeze which leads to reduced service life and performance. Therefore, the superhydrophobization of aluminum surfaces is important for aluminum applications. In this paper, the basic theory of wettability is summarized, and the preparation and characterization of superhydrophobic aluminum surfaces are summarized. The research direction of superhydrophobic aluminum surface is also discussed. Key words: aluminum; superhydrophobic; fabrication; characterization 引言 超疏水表面是指与水的静态接触角大于 150 ° ，滚动角小于 10 ° 的表面，因 具有防水、防污、减阻、耐蚀等特性而受到研究者们关注 [1-2] 。自然界中有很 多超疏水现象，例如荷叶表面不沾水，下雨时水滴能够带走荷叶表面的污染物， 使荷叶表面保持清洁。水黾能在水面上自由滑行而不陷入水中。经研究发现：荷 叶表面长有微米尺寸的乳突，并且在这些乳突上长有一层纳米结构，这种微/纳 米复合结构以及表面的蜡质层是引起荷叶超疏水的根本原因 [3-4] 。水黾腿部长 有很多直径在几微米到几百纳米不等的针状刚毛，在每个微米级的刚毛上存在着 很多复杂的纳米级沟槽，这种分级结构使得水黾能在水面上行走而不被水润湿 [5] 。受这些生物表面的启发，研究者们在玻璃、木材、橡胶，金属等材料表面成 功地制备出超疏水表面。 铝是自然界中分布最多的金属元素，其产量和用量仅次于钢铁。相比于其他 金属材料，铝具有导电导热性好，比强度高、磁化率低的特点，在生活生产及军 事领域都有巨大的应用前景。对铝表面进行超疏水化处理能有效改善其使用性能 和使用寿命，更好地满足实际应用要求。超疏水铝表面的制备主要分为两步：首 先在铝表面构造出微纳米粗糙结构，然后再对表面进行低表面能修饰。目前，粗 糙铝表面的制备方法主要有：化学刻蚀法，阳极氧化法，沉积法和机械加工法等， 不同制备方法得到的表面微观形貌不同，在性能上也有所差异。本简述了润湿