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仿生材料超疏水表面具有自清洁、防结冰结霜、流体减阻、耐腐蚀等特性,广泛应用于民生、汽车、国防等领域。目前已有多种方法成功制备出超疏水表面,尤其是在金属基底上制备超疏水表面。但现有金属基底超疏水表面的制备方法存在工艺和设备复杂、生态效益差等问题,制约其实际应用。论文为改善其加工效率低、成本高、环境污染等问题,分别对镁合金、碳钢、铝等典型金属基超疏水表面的制备方法进行了研究。论文采用电化学法,在中性电解液NaClO3和NaBr中分别对镁合金表面进行电化学刻蚀,并通过氟硅烷对加工后镁合金表面进行修饰,获得镁合金基底超疏水表面。并分别研究了NaClO3和NaBr电解液条件下加工参数对表面疏水性的影响,较好的加工电流密度为250mA/cm2,较优的加工时间分别为5min和7min,所得表面的接触角分别达到167.4°和171.3°,且滚动角均小于2°。该方法所得表面优于化学法制备的表面,且成本较低,且能一定程度的减少环境污染。论文采用化学沉积和表面腐蚀相结合的方法制备碳素钢基底超疏水表面,即利用CuSO4溶液在碳素钢表面生成铜膜,再用NaOH和(NH4)2S2O4混合溶液对覆有铜膜的表面进行加工,最后用硬质酸修饰表面,得到碳素钢基底超疏水表面。加工参数对表面疏水性影响的研究结果表明,较好的表面腐蚀时间为60min,表面形成一层纳米立柱组成的针丛簇结构。较优参数下所得表面接触角最大可达165.9°,而滚动角近乎0°,疏水性较好。表面成分分析结果表明,表面纳米立柱的成分为Cu(OH)2,且表面存在硬质酸成分。该方法成本低,加工时间短,达到了提高加工效率,降低成本的目的。论文提出一步金属超疏水表面制备方法,并将其应用于纯铝表面。该方法采用含有氟硅烷的盐酸混合水溶液加工铝表面,使化学刻蚀与表面氟化反应同时进行,仅需12min即可获得接触角为163°,滚动角仅为1°的铝基超疏水表面,其疏水性与两步法所得表面差别不大。通过研究氟硅烷含量对表面超疏水性的影响可知,当氟硅烷的含量在0.5(wt)%～1.5(wt)%时,铝基底超疏水表面的超疏水性变化很小。该方法与两步法相比,无需单独的低表面能修饰时间,因此大大提高了加工效率。