專利名稱：一種制備鋼基體高黏附超疏水表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料表面改性，特別涉及一種制備鋼基體高黏附超疏水表面的方法
背景技術(shù)：
超疏水表面是指水 滴在其上的接觸角超過150°的表面,按照滾動角的大小可以分為低黏附超疏水表面(滾動角< 10° )和高黏附超疏水表面(無滾動角，樣品翻轉(zhuǎn)180°后水滴仍可黏附在其表面。自然界中常見的低黏附超疏水表面有荷葉、水稻葉、水黽腿等；常見的高黏附超疏水表面有花生葉、玫瑰花瓣以及一些動物腳如壁虎、蒼蠅、蜜蜂、蝗蟲等。目前的研究發(fā)現(xiàn)低黏附超疏水表面可應(yīng)用于減阻、抗結(jié)冰結(jié)霜、耐腐蝕、自清潔等方面，而高黏附超疏水表面可應(yīng)用于液體的無損轉(zhuǎn)移。由于鋼在軍用工業(yè)和民用工業(yè)中廣泛應(yīng)用，且其價格較便宜，因此，制備鋼基體低黏附超疏水表面和高黏附超疏水表面具有一定的應(yīng)用前景。盡管目前已有多種方法可用于制備鋼基體超疏水表面，但這些超疏水表面均為低黏附超疏水表面(Guo F. , Su X. J. , Hou G. L. ,Li P. , Applied Surface Science,2012，258，pp. 4906-4910 ；Song H. J.，Shen X. Q.，Ji H. Y.，Jing X. J.，AppI. Phys. A, 2010，99, pp. 685—689 ;Yang H. , Pi P. H. , Cai Z. Q. , Wen X. F. ,Wang X. B. , Cheng J. , Yang Z. R.,Applied Surface Science, 2010, 256, pp. 4095-4102 ;)。目前，有關(guān)人造金屬基體高黏附超疏水表面主要集中在銅、鋅和鈦基體上(Li J. ,Liu X. H. ,Ye Y. P. ,Zhou H. D. ,Chen J. M.，J. Phys. Chem. C，2011，115，pp. 4726-4729 ；Li J. , Yang Y. X. , Zha F., Lei Z. Q. , MaterialsLetters, 2012, 75, pp. 71-73 ；Lai Y. K. , Gao X. F. , Zhuang H. F. , Huang J. Y. , Lin C. J.,Jiang L.，Adv. Mater.，2009，21，pp. 3799-3803 ;)，而在價格更便宜的鋼基體上制備高黏附超疏水表面還尚未見有報道。因此，發(fā)明一種簡單有效的方法制備鋼基體聞黏附超疏水表面是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡單有效的制備鋼基體聞黏附超疏水表面的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟(I)將鋼板清洗除油，然后進(jìn)行拋磨，再使用超聲波清洗；所采用的鋼板不能是不銹鋼鋼板；(2)將處理干凈的鋼板浸泡在硫酸銅水溶液中不少于20s，使表面均勻地沉積一層銅；(3)將沉積銅后的鋼板浸泡在硬脂酸乙醇溶液中不少于24h，取出后用無水乙醇沖洗、供干后獲得鋼基體聞黏附超疏水表面。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(I)本發(fā)明的方法不使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，對操作人員和環(huán)境的危害小。(2)本法明的方法無需復(fù)雜儀器設(shè)備或昂貴的原材料，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
(3)本發(fā)明的方法得到的鋼基體高黏附超疏水表面對水的接觸角達(dá)163. 3°，顯示出極高的超疏水性，同時對水滴的黏附性較強(qiáng)，當(dāng)把表面傾斜90°或180°時，水滴仍無
法滾落。


圖1為實(shí)施例I的實(shí)驗(yàn)過程示意圖。圖2為實(shí)施例I獲得的鋼基體聞黏附超疏水表面的掃描電鏡圖。圖3為實(shí)施例I獲得的鋼基體聞黏附超疏水表面的掃描電鏡圖。圖4為實(shí)施例I獲得的鋼基體聞黏附超疏水表面的疏水不意圖。圖5為實(shí)施例I獲得的鋼基體聞黏附超疏水表面的疏水不意圖。圖6為實(shí)施例I獲得的鋼基體聞黏附超疏水表面的疏水不意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I :(I)將尺寸為30X40X2mm的鋼板用無水乙醇超聲波清洗Imin,然后分別用100#和400#金相砂紙打磨來去除表面的鐵銹等氧化物。將打磨后的鋼板用去離子水超聲清洗Imin0(2)將處理干凈的鋼板浸泡在lmol/L硫酸銅水溶液中20s，使表面均勻地沉積上一層銅，取出后用去離子水沖洗干凈并吹干。(3)將沉積銅后的鋼板浸泡在0. 05mol/L硬脂酸乙醇溶液中24h,取出后用無水乙醇沖洗干凈，再放入80°C的烘箱中15min，表面形成了覆蓋納米片的微米球結(jié)構(gòu)，宏觀上顯不聞黏附超疏水性。
權(quán)利要求
1.一種制備鋼基體高黏附超疏水表面的方法，其特征包括以下步驟 (1)將鋼板清洗除油，然后進(jìn)行拋磨，再使用超聲波清洗；所采用的鋼板不能是不銹鋼鋼板； (2)將處理干凈的鋼板浸泡在硫酸銅水溶液中不少于20s，使表面均勻地沉積一層銅； (3)將沉積銅后的鋼板浸泡在硬脂酸乙醇溶液中不少于24h，取出后用無水乙醇沖洗、供干后獲得鋼基體聞黏附超疏水表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備鋼基體高黏附超疏水表面的方法，(1)先將鋼板清洗除油，然后進(jìn)行拋磨，再使用超聲波清洗；(2)將處理干凈的鋼板浸泡在硫酸銅水溶液中一段時間，使表面均勻地沉積一層銅；(3)將沉積銅后的鋼板浸泡在硬脂酸乙醇溶液中一段時間，取出后用無水乙醇沖洗干凈，烘干后獲得鋼基體高黏附超疏水表面。本發(fā)明具有污染小、成本低、操作簡單、無需復(fù)雜儀器設(shè)備等特點(diǎn)，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C23C18/38GK102615036SQ201210099449
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月8日
發(fā)明者劉新, 宋金龍, 徐文驥, 王續(xù)躍, 陸遙 申請人:大連理工大學(xué)