TSA协同HCl化学刻蚀铝片构筑低粘附超疏水表面及其稳定性

摘要：

目的 通过化学刻蚀法制备铝基超疏水表面,并提高其机械稳定性和化学稳定性.方法 以盐酸(HCl)为主刻蚀剂,对甲苯磺酸(TSA)为辅助刻蚀剂,通过化学刻蚀法构筑铝片微-纳米结构,涂覆硬脂酸后制备超疏水铝.探讨最佳刻蚀时间和浓度,通过FESEM、EDS和ATR-FTIR对铝片的表面结构和化学组成进行分析.利用接触角测量仪、电化学工作站和线性耐磨实验分别对铝表面的润湿性、耐腐蚀性和机械稳定性进行研究,并探讨铝在3.5％ NaCl溶液中的化学稳定性.结果 当TSA浓度为0.2 mol/L,刻蚀时间为8.0 min时,获得的超疏水表面接触角(CA)最大,为167.9°,滚动角(SA)为6.3°,对应的腐蚀电位较裸铝正向移动了742 mV,腐蚀电流密度降低了1个数量级.此外,该超疏水表面还具有良好的机械稳定性和化学稳定性,经砂纸磨损70 cm后,接触角仍高达155.9°.模拟海水环境测试化学稳定性发现,将其浸泡在3.5％ NaCl溶液中,20天仍维持在一种粘附超疏水状态.结论 通过调节化学刻蚀时间和TSA浓度在铝基表面制备得到微-纳米粗糙结构,硬脂酸改性后,获得具有超疏水性能的复合表面.该超疏水铝表面兼具优异的机械稳定性和化学稳定性能,并可以在高盐环境下保护铝基体.

关键词：超疏水、铝、化学刻蚀法、耐腐蚀、稳定性

所属期刊栏目：48

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：“超级电容器电极材料设计与应用”团队建设资金资助

在线出版日期：2020-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：140-149,159