万勇
,
张泉
,
李杨
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140421
采用溶胶–凝胶技术在铝表面涂覆氧化铝薄膜，再利用长链脂肪酸对氧化铝薄膜进行疏水改性，在金属铝表面构筑了具有较强减摩性能的超疏水薄膜。研究了沸水及水合肼溶液处理对氧化铝薄膜表面微纳织构的影响；探讨了脂肪酸分子结构对薄膜静态和动态润湿性的影响，利用球盘式微纳米摩擦磨损试验机评价了薄膜的摩擦学性能。结果显示，水合肼溶液处理后的氧化铝薄膜经硬脂酸改性后不仅表现出超疏水性能，而且具有较强的减摩性能。
关键词:
溶胶-凝胶
,
铝
,
超疏水性能
,
减摩特性
高帅
,
曹磊
,
张泉
,
万勇
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.01.012
目的 改善铝基材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能. 方法 采用两步法在铝表面构筑稳定的超疏水薄膜. 首先采用盐酸溶液刻蚀金属铝,在其表面构筑微纳织构;然后涂覆硬脂酸,降低表面能.利用SEM、XRD、FTIR、接触角测量仪及摩擦磨损试验机表征铝表面超疏水薄膜的表面形貌、化学组分、润湿性和减摩耐磨特性. 结果 SEM及XRD分析表明,刻蚀后的铝表面呈现多尺度微纳结构. FTIR分析表明,脂肪酸以双配位结构与铝表面发生作用. 接触角测试表明,所制备的薄膜呈现出良好的超疏水性能,静态接触角达150 ° ,滑动角小于10 °. 摩擦学实验结果表明,制备的超疏水薄膜可明显改善铝基底的摩擦学性能,在干摩擦条件下与钢球对磨时,超疏水薄膜的摩擦系数保持在0. 16左右,寿命超过10 000 s,而相同条件下未处理的金属铝摩擦系数超过0. 6. 结论 采用盐酸溶液刻蚀金属铝,然后涂覆硬脂酸,可在铝表面构筑复合薄膜. 薄膜不仅表现出明显的超疏水特性,同时具有良好的减摩耐磨性能. 该方法技术简单,价格低廉,易于批量化生产,为改善微纳条件下铝及其合金的摩擦学性能提供了一个新的思路.
关键词:
超疏水
,
铝
,
减摩
,
化学刻蚀
,
硬脂酸
