微生物污垢问题在换热设备中广泛存在,因其可增大工质在换热设备表面的流动阻力、降低换热设备的传热量与传热效率、造成严重的能量与经济损失等危害成为科研学者一直以来的研究热点。为实现节能减耗和低碳循环经济,在化工、医药、航空航天等领域具有独特优势的表面改性技术应运而生,为抑制微生物污垢在换热设备表面聚集粘附、降低对换热设备的腐蚀问题提供了一种全新的思路。本文选取换热设备常见的Q235碳钢作为基材表面,利用化学镀技术对碳钢进行表面改性处理,制备得到了Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层,并对复合镀层的微观形貌、组织结构与元素含量等进行了分析。通过对复合镀层反复进行超声振荡清洗实验以验证其稳定性,结果表明复合镀层与基体具有非常良好的结合性,可应用于换热设备的实际生产运行中。首先对Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层在铁细菌环境中开展了抑制污垢附着与耐腐蚀特性的研究。结果表明:相较于碳钢试样,Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层的单位面积污垢沉积量平均减少了89.78-94.38%,腐蚀失重量平均减少了86.29-93.67%,可见复合镀层对铁细菌微生物污垢展现出了优越的抑制污垢附着能力与耐腐蚀性。进一步分析了Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层的表面能对其抑制污垢附着能力的影响。结果表明:在不同粒子含量复合镀层的表面能中存在一个最佳表面能gTOT（为17.82 m J/m~2）使得复合镀层的污垢沉积量达到最低,且在总表面能与各个组分分量中,CQ值与污垢沉积量表现出了最强的相关性,可将其作为抑制铁细菌附着的理论参数进行进一步探讨分析。研究了Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层在铁细菌悬液中的腐蚀行为及其耐腐蚀性能。结果表明:碳钢试样对铁细菌的耐腐蚀性能随着实验时间的延长而逐渐减弱,Ni-P镀层的耐腐蚀性能表现出先逐渐减弱再增强的变化规律,Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层的耐腐蚀性能呈现出先增强后减弱最后增强的趋势。分析了纳米TiO2与PTFE两种粒子的浓度对Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层抑垢耐蚀特性的影响规律。结果表明:随着纳米TiO2浓度的增大,Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层的抑制污垢性能与耐腐蚀性呈现出先增强后减弱的趋势;随着PTFE浓度的增大,Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层的抑垢耐腐蚀性能表现出逐渐增强的变化规律。最后,分析了铁细菌浓度对Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层抑制污垢与耐腐蚀特性的影响规律。结果表明:随着铁细菌悬液浓度的增大,碳钢与Ni-P-TiO2-PTFE复合镀层两种试样对铁细菌的抑垢耐腐蚀性逐渐减弱,而Ni-P镀层表现出先减弱后增强的变化规律。