摘要
铜作为一种重要的工程材料，由于其具有较高的电导率、热传导率、良好的机械加工性，广泛用于制造管道、换热器、阀门、螺旋桨等结构件。众所周知，金属与水的接触会引起腐蚀反应。因此，通过减少水与铜表面的接触面积，可以显著提高铜的耐蚀性。本论文采用了氧化和电化学沉积方法在铜基体构建仿生超疏水和超滑表面，采用扫描电子显微镜、三维视频显微镜、荧光显微镜、X-射线衍射技术、X-射线光电子能谱、扫描开尔文探针和电化学阻抗测试技术对铜超疏水和超滑表面形貌和组成、大气腐蚀、电偶腐蚀、微生物附着和微生物腐蚀（MIC）进行研究。主要结果如下： 1)采用一种简单快速的氧化方法，通过表面重建、氧化、低表面能修饰在任意形状的铜基体上制备了超疏水表面，全氟聚醚油注入多孔纳米矩阵中形成超滑表面。所制备的超滑与超疏水表面相比，在海水中浸泡32d后，其保护效率提高了10倍，表现出较高的缓蚀性，对铜基体有较好的保护作用。超疏水和超滑表面在电偶腐蚀方面的应用，超疏水和超滑表面分别以304不锈钢为偶接对象对其进行电偶实验，发现超滑表面对铜金属的缓蚀效果优于超疏水表面，这主要归因于超疏水纳米矩阵中储存的油相具有良好的超滑性，是阻止海水环境中腐蚀性离子Cl-，H+等扩散到底部基体的屏障。 2)采用电沉积法制备金属钴枝晶，经过氧化、盐酸多巴胺和十二烷基硫醇改性步骤制备超疏水表面，二甲基硅油注入超疏水/超亲油的树突基质形成超滑表面。超滑表面浸泡在海水中30d后，|Z|0.01Hz保持1.08×108Ωcm2的范围，仍然比裸铜高4个数量级。此外，所制备的超滑表面浸泡在硫酸盐还原菌溶液中3d和6d后微生物的附着密度大约比铜基体的附着密度小3和2个数量级。因此，通过降低微生物附着，超滑表面在硫酸盐还原菌介质中的腐蚀电流密度大幅降低。表明了其在抑制微生物腐蚀（MIC）方面的应用前景。
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