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本论文以金属铝为基体材料,通过简单的溶液浸泡法,在金属铝表面成功构造了具有微纳米粗糙结构的氧化铝薄膜(浸泡溶液为Na Cl O水溶液)和氧化铈薄膜(浸泡溶液为Ce Cl3?7 H2O/H2O2水溶液),并分别利用十六烷基三甲氧基硅烷和硬脂酸对样品进行疏水化处理,获得了氧化铝超疏水表面和氧化铈超疏水表面。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X射线能谱仪(EDS)等设备对样品进行了一系列表征。研究了超疏水样品暴露在室温环境(25-30°C,相对湿度50-60%)、潮湿环境(20°C,相对湿度100%)和氯化钠水溶液中(3.5 wt.%)表面润湿性随时间的变化。重点研究了超疏水样品的腐蚀防护性能,并探讨了其腐蚀防护机理。具体结论如下:(1)制备影响因素:氧化铝超疏水表面润湿性与次氯酸钠浓度和反应时间有关,不同的反应条件下,样品形成不同的微观表面粗糙结构,进而影响表面的润湿性,最优实验条件为次氯酸钠水溶液的浓度3.0wt.%、反应时间15min。氧化铈超疏水表面润湿性与沉积液配比、沉积温度和沉积时间有关。正交实验结果表明,最优实验方案为氯化亚铈的浓度40 g/L、过氧化氢的浓度60 m L/L、温度40°C、处理时间60 min。(2)超疏水持久性:暴露在室温环境下(25-30°C,相对湿度50-60%)60天后,氧化铝超疏水表面静态接触角由161.0°减小为153.0°,滚动角由5.0°增加到6.5°;暴露在潮湿环境下(20°C,相对湿度100%)60小时后,静态接触角下降至150.8°。暴露在室温环境下(25-30°C,相对湿度50-60%)300天后,氧化铈超疏水表面静态接触角由167.5°减小为154.0°,滚动角由0.0°左右增大到7.2°;浸泡在3.5 wt.%氯化钠水溶液中10天后,静态接触角由167.0°减小为160.8°,滚动角由0°增大到7.0°。(3)腐蚀防护性能:在氯化钠水溶液中浸泡一段时间之后,氧化铝超疏水表面(7天)和氧化铈超疏水表面(200小时)的润湿性和表面形貌几乎没有发生改变,氧化铝超疏水表面成分也仅发生了微小的改变。直观地表明了超疏水表面具有良好的腐蚀防护性能。动电位极化曲线的测试结果表明,与金属铝(腐蚀电流密度为1364.5 n A?cm-2)相比,氧化铈超疏水表面(腐蚀电流密度为47.7 n A?cm-2)和氧化铝超疏水表面(腐蚀电流密度为294.7 n A?cm-2)均能够极大降低腐蚀电流密度,从而改善金属铝的腐蚀防护性能。(4)腐蚀防护机理:直观观察到了处于氧化铈超疏水表面/氯化钠水溶液的“气袋”层。“气袋”层理论是超疏水表面腐蚀防护的重要机理,它的存在成功阻碍了腐蚀介质中的活泼阴离子的吸附,抑制了可溶性络合物的产生,从而延缓了腐蚀的发生。对比腐蚀电流密度也可以发现,氧化铈超疏水表面腐蚀防护性能优于氧化铝超疏水表面,这可能是由于稀土转换膜的形成进一步阻碍了氧气和电子在溶液中的传递和转换,抑制了阴极氧化反应,延缓了金属腐蚀,增强了腐蚀防护性。