铝合金仿生非光滑MAO-HDTM复合膜的构建及减黏脱附研究

摘要：

铝合金是农业机械潜在的主要轻量化材料之一,但是硬度低,耐磨、耐蚀性差,土壤黏附现象严重等问题限制了其在现代农业机具中的应用.该文以 6061 铝合金为研究对象,首先采用微弧氧化(MAO)技术对其进行表面处理,构建硬度、耐磨和耐蚀性能较好的非光滑膜层,然后借鉴仿生理论,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTM)水浴法对其疏水改性,获得了 MAO-HDTM复合膜.对复合膜微观形貌、显微硬度、疏水性及土壤黏附进行了测试与分析.形貌检测结果显示:MAO-HDTM复合膜与 MAO 膜表面形貌相似,均存在类似荷叶表面的仿生凹凸结构.元素分析结果和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)图谱显示:HDTM改性剂负载至 MAO 膜表面及孔隙之中,完成了疏水改性处理.硬度测试结果显示:铝合金基体硬度值为 59.94 HV50,而MAO 膜和MAO-HDTM复合膜硬度值分别为 893.4 HV50 和 914.4 HV50,硬度得到较大提升.静态接触角测量结果显示:MAO 膜为 68°,而 MAO-HDTM复合膜为 147.3°,接近超疏水状态.土壤黏附测试结果显示:在 20%,25%和 30%含水率的土壤中 MAO-HDTM复合膜黏附力值分别低于 MAO 膜测试值的 5%,8%和 4%.采用微弧氧化技术与 HDTM疏水改性技术相结合构建的仿生非光滑 MAO-HDTM复合膜,不但具有高硬度的力学特性,还具有减黏脱附的功能特性,可以为铝合金运用于农业机械轻量化设计提供一种新思路.

关键词：仿生非光滑、减黏脱附、微弧氧化、铝合金

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分类号：TU395;S220.4(建筑结构)

资助基金：重庆市自然科学基金cstc2020jcyj-msxmx0417

在线出版日期：2023-10-08（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：142-152