摘要
镁合金材料具有密度低，比刚度高，阻尼系数高，易回收等优点,在航空航天、汽车、电子信息等产业有着广泛的市场应用前景和潜能。但镁合金化学活性高，容易被其它腐蚀介质腐蚀，严重阻碍了镁合金材料的发展与应用。近年来研究发现，超疏水表面能够提高镁合金表面的耐腐蚀性能，并且还能赋予材料表面许多复合应用性能。本文通过纳秒激光刻蚀法结合硬脂酸无水乙醇低表面能溶液，在镁合金材料表面制备超疏水表面，提高了镁合金材料的耐腐蚀性能。本文主要研究内容和结论如下： 1.在镁合金基体表面通过激光刻蚀法来制备微结构，再通过硬脂酸无水乙醇溶液进行低表面能修饰，探究在不同参数下对镁合金表面形貌、粗糙度以及润湿性能的影响。刻蚀功率过小或刻蚀速度过大均无法获得较好的润湿性能；刻蚀功率过大或刻蚀速度过小又会导致镁合金表面微结构的不规则。当刻蚀功率为10W，刻蚀速度为150mm/s时能够制备出规则的粗糙结构及理想的润湿性。随着刻蚀次数的增加导致微结构增大，接触角逐渐减小。间距为0.06mm时，超疏水性能最稳定。结合表面形貌与润湿性能分析，当激光刻蚀功率为10W，刻蚀速度为150mm/s，刻蚀次数为2次与刻蚀间距为0.06mm时制备的镁合金表面超疏水性能最稳定。 2.研究了超疏水镁合金的耐腐蚀性能，通过电化学工作站测试发现：超疏水镁合金的耐腐蚀性能得到了提升。在极化曲线测试中，超疏水镁合金样本的自腐蚀电位较原始镁合金样本升高了0.16V，腐蚀电流密度从1.084×10-4A/cm2降低到了3.033×10-6A/cm2。超疏水镁合金表面耐腐蚀性能得到了提升，缓腐率达到了97.2%。在电化学阻抗谱测试中，超疏水镁合金样本的容抗弧半径要大于其它样本的容抗弧半径，说明超疏水镁合金样本耐腐蚀性能的得到提升。对电化学测试后的样本进行润湿性能测试发现，超疏水样本仍保持良好的超疏水性能。 3.对超疏水镁合金的应用性能进行测试：通过液滴撞击镁合金样板，发现水滴可以在超疏水镁合金样本表面作出弹跳行为，表明超疏水样品对液滴表现出了低黏附力。对镁合金在酸碱溶液、高低温极端条件下的稳定性能进行实验，镁合金样本在除强酸环境下均保持超疏水性能；在摩擦1000mm后，样本表面仍大于140°表现出疏水性能，具有较好的机械稳定性能。在自清洁实验与冰冻实验中表现出优良的自清洁性能与延迟冰冻性能。且超疏水表面在空气中表现出良好的稳定性能。
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