论文部分内容阅读
近年来,超疏水技术作为一种新型的环境友好型防腐方式得到了广泛的关注。本文通过廉价简单的电化学沉积方式制备了具有微米-纳米复合微观结构的镍镀层,经十四酸修饰后,镀层显示出了良好的超疏水性能。在此基础上,为了进一步提高超疏水镍镀层的机械性能、超疏水性能和防腐性能。作者通过添加SiO2纳米粒子、片层石墨烯,制备了超疏水Ni-SiO2复合镀层和超疏水石墨烯复合镍镀层。同时,本文通过静态接触角和滚动角测试镀层的润湿特性,通过摩擦测试测量超疏水镀层的机械性能,通过电化学测试和腐蚀介质浸泡试验考察超疏水镀层的耐蚀性,最后通过扫描电镜和EDS能谱图观察镀层的微观形貌和镀层的化学成分。对比研究发现制备的三种超疏水镀层各项性能的差异,其中得出的结论如下:(1)通过电化学沉积法制得镍镀层在经化学修饰后,显示出良好的超疏水性能。当电流密度为3 A/dm2,电镀时间为10min时,制得的超疏水镍镀层具有最佳的机械性能,经10次循环摩擦测试仍能保持超疏水性能,其静态接触角达到153.2±0.54°,其滚动角约为15°。通过与普通镍镀层进行对比,超疏水镍镀层具有更佳的耐腐蚀性能,其自腐蚀电流密度为1.324×10-7 A·cm-2,阻抗值高达3.39×105Ω·cm2。经3.5 wt.%Na Cl腐蚀溶液的浸泡48小时后,仍具有良好的耐蚀性能。(2)通过溶胶凝胶法制备的SiO2纳米粒子粒径大约为200-300 nm,当电流密度为3 A/dm2,电镀时间为10 min时,镀层中SiO2纳米粒子含量显著提高。制得的超疏水Ni-SiO2复合镀层在经15次循环摩擦测试仍能保持超疏水性能,其静态接触角最大达到156.7±0.74°,其滚动角为8.7±1.0°,表现出优异的超疏水性能。其自腐蚀电流密度为1.099×10-7 A·cm-2,阻抗值3.47×105Ω·cm2,表现出良好的耐腐蚀性能。(3)经过添加片层石墨烯制得的超疏水镀层,具有明显的微米-纳米多级分层结构。表现出了最佳的超疏水性能,当电流密度为2 A/dm2时,其静态接触角最大可达到160.4±1.5°,滚动角低至4°。镀层的阻抗达为2.8×106Ω·cm2,自腐蚀电流密度低至1.961×10-8 A·cm-2。经过60次的循环摩擦测试仍具有超疏水特性。进过72小时腐蚀介质浸泡,仍具有较好的防腐蚀性能。