电弧喷涂Zn-Al合金与硅氧烷自组装制备超疏水涂层  被引量:14

Preparation of Super-hydrophobic Zn-Al Alloy Coating and Self-assembled Siloxane by Arc Spraying

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作  者:李龙阳 李玉新[1] 曾志翔 刘二勇 乌学东 孙小东 

机构地区:[1]中北大学材料科学与工程学院,太原030051 [2]中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室,浙江宁波315201 [3]中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江宁波315201

出  处:《中国表面工程》2014年第6期50-57,共8页China Surface Engineering

基  金:国家自然科学基金(51335010;51475450);国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB643302);浙江省创新团队(2011R50006)

摘  要:采用电弧喷涂技术在Q235钢板上制备了Zn-Al合金涂层,利用硅氧烷对其表面改性,得到具有超疏水特性的Zn-Al涂层。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦蔡司光学仪、表面接触角仪(OCA20)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层表面形貌、疏水性能以及涂层材料与硅氧烷的结合机理。结果表明:当喷涂电压固定时,涂层表面的粗糙度随着送丝速度的增加先增大后减小;当送丝速度固定时,涂层表面的粗糙度随着电压的增大呈相同变化趋势。接触角随着Zn-Al涂层粗糙度的增加而增大,当粗糙度为12.457μm时接触角可增至151.06°,滚动角小于10°。自组装硅氧烷与涂层结合处理后表明结合机理是由硅氧烷水解后的羟基与基体的羟基通过脱水缩合而"生长"在Zn-Al涂层表面。Superhydrophobic Zn-Al alloy coating with a rough surface were prepared by arc spraying technology and self-assembly by siloxane.The microstructure and bonding mechanism of Zn-Al alloy coating was characterized by field emission scanning electron microscope(FESEM),laser confocal Zeiss optics instrument,Fourier transform infrared spectrometer(FTIR)and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The superhydrophobic characteristics were tested by surface contact angle meter(OCA20).Results show that the roughness of Zn-Al coating first increases and then decreases with the increase of the wire feed speed at a fixed spray voltage.Meanwhile,the roughness of Zn-Al coating shows the same trends with the increase of the spray voltage at a fixed wire feed speed.The contact angle of Zn-Al coating after self-assembled by siloxane increases with the roughness.The contact angle is 151.06°and the roll angle is less than 10°when the roughness is up to 12.457μm.After self-assembled by siloxane,the dehydration condensation of the hydroxyl of silicone and Zn-Al coating is the main bonding mechanism of Zn-Al coating and silicone.

关 键 词:电弧喷涂 自组装 粗糙度 硅氧烷 超疏水 

分 类 号:TG174.442[金属学及工艺—金属表面处理]

 

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