一種鋼基耦合仿生自清潔結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型屬于自清潔表面制備領域，具體涉及一種鋼基耦合仿生自清潔結構。
【背景技術】
[0002]中國作為制造業(yè)大國，各類特殊用途的輸送管道(石油、化工、海水)以及各類密封管道的制造占世界70%以上，這些管道大都采用不銹鋼或者普通鋼材制造。當這些管道在潮濕的環(huán)境中使用時，由于鋼材自身的特點，長時間使用就會生銹、斷裂，失去使用價值。在我國的鐵路建設中，鐵路軌道使用的鋼材在自然環(huán)境中經(jīng)受著風吹雨打，如不定期進行保養(yǎng)，軌道就會生銹無法使用，在冬日下雪時鐵路軌道上覆蓋的積雪還會影響火車的正常通行。
[0003]為了解決這一系列問題，科研人員把目光投向自然界。他們發(fā)現(xiàn)自然界中有很多動植物具有超疏水性能，并且具有超疏水性能的動植物表面具有一定的防腐、減磨減阻、防水、自清潔等性能，其中最具有代表性的植物則是“出淤泥而不染”的荷葉?？蒲腥藛T根據(jù)荷葉表面的微觀形貌仿生制造出具有一定功能的材料，但制備方法復雜、操作不便，化學修飾時還會產(chǎn)生一些環(huán)境污染。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種鋼基耦合仿生自清潔結構，該結構其內部成分和結構呈現(xiàn)合理的梯度化。
[0005]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]—種鋼基耦合仿生自清潔結構，該結構由下至上依次為:鋼基層、噴砂層和沉積層；所述噴砂層的表面粗糙度為60-80um;沉積層的厚度為30-35um，表面接觸角為120°-150。。
[0007]本實用新型的有益效果是:本實用新型制作工藝相對簡單、性能穩(wěn)定、成本低，通過噴砂處理的金屬基底表面，沉積后增加了其表面的接觸角，而且增大了沉積層與基底的接觸面積，增強了與基底材料的結合能力，增加了材料的抗疲勞強度。
【附圖說明】
[0008]圖1本實用新型一種鋼基耦合仿生自清潔結構示意圖。
[0009]圖2基底經(jīng)過噴砂和電沉積處理后表面形貌改變。
[0010]圖3本實用新型采用不同電壓制備出各表面靜態(tài)接觸角圖。
[0011]圖4本實用新型鋼基耦合仿生自清潔結構在電壓14V時制備出的試樣其表面自清潔性能測試圖。
[0012]圖中:1、鋼基底，2、噴砂層和3、沉積層。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
[0014]—種鋼基耦合仿生自清潔結構，如圖1所示，該結構由下至上依次為:鋼基層、噴砂層和沉積層;所述噴砂層的表面粗糙度為60-80μπι;沉積層的厚度為30-35μπι，表面接觸角為120°-150°。噴砂層的材料為鋼砂粒子，粒度約為150-200目。沉積層的材料為Ni，電沉積液的組份為:硫酸鎳:285g/L，檸檬酸:100g/L，氨水:100-150mL/L，PH為7.4-7.6；沉積處理過程中電壓為6V，時間為3min。
[0015]如圖2所示，基底經(jīng)過噴砂和電沉積處理后其表面形貌改變，形成簇狀的“菜花鎳”，而且試樣表面的晶粒簇分布均勻，其表面靜態(tài)接觸角也達到150°，呈超疏水狀態(tài)。
[0016]如圖3所示，基底在不同電沉積電壓下制備出的疏水表面的靜態(tài)接觸角不同，經(jīng)過拋光基底與電沉積電壓6V、8V、10V、12V、14V、16V接觸角的對比，不難發(fā)現(xiàn)經(jīng)過電沉積的試樣表面接觸角顯著提高，隨著電沉積電壓的增加，其表面的接觸角也再增加，但當電壓達到16 V時，其表面的接觸角在減小。從圖可以看出電沉積電壓的最佳參數(shù)為14V，其試樣表面達到超疏水狀態(tài)；
[0017]圖4為本實用新型鋼基耦合仿生自清潔結構在電壓14V時制備出的試樣其表面自清潔性能測試圖，在試樣表面灑上一層均勻的白色粉末，然后在試樣表面滴一滴水，水珠滾過試樣表面帶走了其表面的白色粉末，使水滴經(jīng)過的地方清潔如初。
【主權項】
1.一種鋼基親合仿生自清潔結構，其特征在于，該結構由下至上依次為:鋼基層、噴砂層和沉積層;所述噴砂層的表面粗糙度為60-80um;沉積層的厚度為30-35um，表面接觸角為120°-150°ο2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼基耦合仿生自清潔結構，其特征在于，所述噴砂層的材料為鋼砂粒子，粒度為150-200目。3.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼基耦合仿生自清潔結構，其特征在于，所述沉積層的材料為Ni。
【專利摘要】一種鋼基耦合仿生自清潔結構屬于自清潔表面制備領域，該結構由下至上依次為：鋼基層、噴砂層和沉積層；所述噴砂層的表面粗糙度為60-80um；沉積層的厚度為30-35um，表面接觸角為120°-150°。本實用新型制作工藝相對簡單、性能穩(wěn)定、成本低，通過噴砂處理的金屬基底表面，沉積后增加了其表面的接觸角，而且增大了沉積層與基底的接觸面積，增強了與基底材料的結合能力，增加了材料的抗疲勞強度。
【IPC分類】C25D5/12, C25D5/36, B24C1/08, B24B29/02
【公開號】CN205241818
【申請?zhí)枴緾N201521082730
【發(fā)明人】李晶, 杜鋒, 李紅, 李強, 陳建偉, 趙子鍵
【申請人】長春理工大學
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月23日