项目名称: 金属材料耦合仿生多尺度微细结构功能表面的制备与功能原理

项目编号: No.51275555

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 刘燕

作者单位: 吉林大学

项目金额: 89万元

中文摘要: 典型生物表面为适应环境而形成的优异功能是生物表面形态、表层结构与构成材料多因素协同作用的结果。在工业界中广泛使用的金属材料如铝合金、铜及不锈钢,都面临着表面污染腐蚀的问题。在前期研究过程中,申请人及其课题组在镁合金表面制备了仿生疏水改性层,并进行了腐蚀试验,结果表明,该表面具有良好的耐腐蚀性,利用新的思路解决了镁合金的腐蚀性问题。为此,本项目以前期工作为基础,针对铝合金、铜及不锈钢,分别采用刻蚀法、模板法、微雕技术进行仿生耦合多尺度微细结构的构筑,并用低能材料进行表面修饰,形成形态、材料、结构协同作用的仿生耦合功能表面;针对三种金属材料的功能表面进行以润湿性为主的功能测试,建立表面模型,运用Wenzel与Cassie模型计算参数,得出最优的表面结构参数,并将此结果与实际试验进行对照分析;通过结构参数的变化,调整耦合表面的微纳结构,探讨结构、材料、形态的协同作用关系。

中文关键词: 仿生微结构;超疏水;镁合金;铝合金;铜

英文摘要: The surface function of typical living creature is affected on surface morphology, structure and materials together. In the industry some metal materials are used wildly such as aluminum alloy, copper and stainless steel and the pollution and corrosion of those materials surface should be solved. In previous research, applicant and her group fabricated biomimetic hydrophobic modify layer on magnesium alloy surface. The corrosion resistance experiments indicated that the biomimetic surface had a corrosion resistance behavior and resolved corrosion problem of magnesium alloy by a new theory. Therefore, the project is a enlarge research based on last project. The etching method, mould method and miniature carving are adopted on aluminum alloy, copper and stainless steel surface and the low energy materials are used in surface modification. Thus, function of the surface is affected on morphology, materials and structure together. Moreover, the wetting property is tested on three metal materials surface and the mathematic moulds are constructed by Wenzel and Cassie mould. The optimal microstructure parameters are obtained according to result of calculation and the values are contrasted with practice. The microstructure is modified according to changing of parameters. At last, the optimal coupling biomimetic surface i

英文关键词: biomimetic microstructure;superhydroohobic;magnesium alloy;aluminum alloy;copper

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