检索结果-南通市图书馆

作者：于新雨长春理工大学

学位级别：硕士

电化学刻蚀方法是一种获得半导体微/纳米结构的设备简单,操作方便,成本低廉的方法。在过去的几十年里,大多数的工作集中于多孔Si的制备及机理研究。自从多孔Si在室温下展示了光致发光的特性后,越来越多的目光投向了电化学方法制备Ⅲ-Ⅴ... 详细信息

电化学刻蚀方法是一种获得半导体微/纳米结构的设备简单,操作方便,成本低廉的方法。在过去的几十年里,大多数的工作集中于多孔Si的制备及机理研究。自从多孔Si在室温下展示了光致发光的特性后,越来越多的目光投向了电化学方法制备Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的微/纳米结构,因为与Si相比,Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料有着许多的优异的特性。但是,目前对Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的电化学刻蚀工艺还不成熟,其反应机理及微/纳米结构的形成机理尚不清楚,尤其是多孔Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的形成机理尚处于探索阶段。本文选择了InP作为研究对象,采用中性的NaCl作为电解液,利用恒电流法,制备了InP的多孔微纳米结构。用扫描电镜进行表征,发现在适当的恒流条件下,可以获得有序的多孔InP阵列结构,且在上端呈现出类三维的有序多孔阵列,下端为孔壁光滑匀直的结构。X-射线衍射(XRD)的结果表明刻蚀后InP仍为单晶状态,因此认为多孔结构的形成是由于电流突发机制作用的结果。而后,分别用物理抛光法和酸溶液表面处理的方法对其进行了去除表面晶向孔层的实验。最后,还探索性的进行了InP柱状阵列的制备的研究。

关键词：多孔InP 电化学刻蚀 SEM

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

波导型X射线闪烁屏技术研究

波导型X射线闪烁屏技术研究

作者：刘昊长春理工大学

学位级别：硕士

由于X-ray具有高光子能量、穿透力强等特点,已在科研、生产、生活等多个领域得到了广泛应用。但目前的X-ray成像探测器存在成像分辨率低、X-ray剂量偏大等问题,为了优化成像的空间分辨率、减少X-ray剂量,本文针对波导型X-ray闪烁屏的几... 详细信息

由于X-ray具有高光子能量、穿透力强等特点,已在科研、生产、生活等多个领域得到了广泛应用。但目前的X-ray成像探测器存在成像分辨率低、X-ray剂量偏大等问题,为了优化成像的空间分辨率、减少X-ray剂量,本文针对波导型X-ray闪烁屏的几项关键技术进行了研究。此闪烁屏基于硅微通道阵列,采用CsI(Tl)闪烁晶体为光转换材料,将CsI(T1)晶体填充于大孔列阵中,使其形成波导,从而形成波导屏。使用硅微通道阵列主要可以达到抑制可见光扩散、提发光效率的目的。本文首先利用电化学刻蚀设备,制备微通道阵列,其次根据闪烁晶体的不同性质,选择出适合于本课题的闪烁晶体材料——CsI(T1)。然后,根据CsI(T1)与硅片的熔点不同,提出采用高温熔解——封闭冷却的方法将CsI(T1)填充于硅微通道阵列中,使其成为波导。由于发光效率只与波导长度有关,与截面形状无关,为了减少变量,简便计算,选择圆柱形波导来代替长方体波导,并建立光电效应模型及康普顿散射模型,通过计算分析,并用matlab对其发光效率进行模拟,得到使发光效率达到80%时的波导尺寸,L≈400μm,D≈12μm。

关键词：闪烁晶体电化学刻蚀微通道阵列 X-ray成像探测器

基于银纳米线网络的柔性透明电极优化设计与性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于银纳米线网络的柔性透明电极优化设计与性能研究

作者：吴智聪华中科技大学

学位级别：硕士

随着光电产业的发展和柔性显示、电子皮肤等柔性光电器件的兴起,传统的脆性透明电极(金属氧化物等)已经越来越难以满足要求,碳纳米管、石墨烯、导电聚合物、金属网格和金属纳米线等柔性透明电极材料则备受关注。其中银纳米线以优良的导... 详细信息

随着光电产业的发展和柔性显示、电子皮肤等柔性光电器件的兴起,传统的脆性透明电极(金属氧化物等)已经越来越难以满足要求,碳纳米管、石墨烯、导电聚合物、金属网格和金属纳米线等柔性透明电极材料则备受关注。其中银纳米线以优良的导电性和光透过率脱颖而出,成为研究热点。但要将银纳米线大规模应用于光电器件中,其合成质量与涂布工艺还有很大进步空间。本文基于银纳米线柔性透明电极,针对宏观网络涂布和微观材料改进两个方面对其进行性能优化,主要工作内容如下:(1)对银纳米线网络的导电和透光原理进行系统研究分析。从宏观网络上看,节点电阻是影响网络电阻的主要因素,准有序网络可以减少节点个数,更有利于方向性导电;从微观材料上看,高长径比银纳米线可以获得更低的方阻和更高的透过率。(2)采用一种非接触的刮涂方法实现了银纳米线的准方向性排列。利用涂布过程中银纳米线与衬底的钉扎力和分散液的粘滞力共同作用,控制刮涂速度、温度和衬底材料的影响,实现了80%银纳米线的准方向排布。采用多次涂布的方法可以得到银纳米线的垂直网络结构。与采用喷涂得到的随机银纳米线网络相比,垂直网络结构的导电性和透过率更好,用于透明加热器件时,展现出更好的除霜效果。(3)以更加容易得到的大直径银纳米线作为原料,利用电化学刻蚀方法实现了银纳米线细化。通过控制刻蚀时间与刻蚀电流,可以调控银纳米线电极的透过率升高和雾度降低程度;此外由于电迁移和银纳米线表面PVP的剥离,银纳米线节点实现焊接,降低了银纳米线的方阻。与目前报道的柔性透明电极相比,采用电化学刻蚀得到的银纳米线透明电极具有优异的光电性能。应用到双面太阳能电池中,当光从两个电极分别入射得到转换效率分别为16.0%和11.1%。

关键词：柔性透明电极银纳米线准排列电化学刻蚀

用于结晶器内镀层的高钴低镍钴镍合金电铸工艺的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

用于结晶器内镀层的高钴低镍钴镍合金电铸工艺的研究

作者：王蓓蓓哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着连铸技术的发展，对结晶器内镀层的要求越来越高，而高钴含量的钴镍合金以其优异的高温性能、较高的硬度和耐磨性，在结晶器内镀层上的应用的研究越来越受到重视。本课题主要研究氨基磺酸盐电铸钴镍合金工艺，旨在铜板上获得毫... 详细信息

随着连铸技术的发展，对结晶器内镀层的要求越来越高，而高钴含量的钴镍合金以其优异的高温性能、较高的硬度和耐磨性，在结晶器内镀层上的应用的研究越来越受到重视。本课题主要研究氨基磺酸盐电铸钴镍合金工艺，旨在铜板上获得毫米级厚度且钴含量在90~93wt.%之间，硬度为320±70Hv，内应力低于100MPa，脆性较低可适于机械加工的，可用于结晶器内镀层的高钴低镍的钴镍合金镀层。为使镀层与基体铜板结合良好，对前处理铜刻蚀工艺进行了研究，在对比原有不同的铜刻蚀工艺的基础上，提出了一种新的铜刻蚀量较小，刻蚀效果较好的铜刻蚀工艺。为使电铸过程控制简单，采用混装阳极进行电铸：将含有微量硫（0.2~0.3wt.%）的镍扣、钴扣混装入钛篮中作为阳极，进行电铸，并探究了此系统的可行性。为得到所需含量的高钴低镍钴镍合金电铸层，研究确定了一个电铸钴镍合金的基础工艺，并采用混装阳极在氨基磺酸体系中电铸钴镍合金，得到了毫米级厚度的钴镍合金镀层。研究了镀液中钴含量与镀层中钴含量的关系，并对电铸钴镍合金基础工艺进行了优化。将得到的钴含量为90~93wt.%的毫米级钴镍合金镀层与纯钴、纯镍进行了性能对比。为进一步优化钴镍合金工艺，对镀液组成及操作条件对钴镍合金内应力及硬度的影响进行了研究，最终得到了一个最佳的氨基磺酸盐电铸钴镍合金工艺。将所得到的基础工艺应用于现场，得到了毫米级、硬度较高、内应力较低的高钴低镍钴镍合金镀层，但在后续的机械加工中镀层边部出现了脆裂现象。为解决实际生产中镀层边部脆裂的问题，在不添加糖精钠的极端条件下进行了电铸钴镍合金试验，并对低浓度下糖精钠对内应力的影响进行了验证，对电铸过程中糖精钠的使用浓度给出了建议。

关键词：铬锆铜电化学刻蚀氨基磺酸盐电铸钴镍合金混装阳极内应力

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电化学腐蚀技术制备微通道列阵

电化学腐蚀技术制备微通道列阵

作者：尚春宇长春理工大学

学位级别：硕士

本论文对硅基体微通道列阵的电化学加工技术进行了初步的理论分析和实验研究。实验中采用P型掺杂的硅基片，在硅基片上用热氧化法形成氧化膜，为了确定微通道的位置，利用光刻技术将掩膜图形转印到氧化膜上，并利用湿法刻蚀技术形成诱... 详细信息

本论文对硅基体微通道列阵的电化学加工技术进行了初步的理论分析和实验研究。实验中采用P型掺杂的硅基片，在硅基片上用热氧化法形成氧化膜，为了确定微通道的位置，利用光刻技术将掩膜图形转印到氧化膜上，并利用湿法刻蚀技术形成诱导坑列阵，然后在硅片背面形成欧姆接触层。以上这些工艺步骤完成之后，将在三极电解槽中进行硅基片的电化学刻蚀实验，并利用扫描电子显微镜对刻蚀后的样品形貌进行观察和研究。理论分析和实验研究结果表明：做为基体材料的硅基片的掺杂浓度需要合理限定，确定微通道位置的诱导坑的形貌，尤其是尖端情况对微通道的刻蚀有重要影响，形成欧姆接触前要对硅片进行严格的清洗，电化学刻蚀中电解液浓度以及电源电压等实验参数需要合理选择。本论文的研究结果对该技术的进一步研究具有指导意义，而硅电化学微加工技术也必将在硅基体微通道列阵微加工中得到重要应用。

关键词：微通道列阵湿法刻蚀欧姆接触电化学刻蚀各向异性

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

TA15钛合金表面超疏水实验研究

TA15钛合金表面超疏水实验研究

作者：李纬沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

TA15钛合金具有强度高、耐蚀性好等优良性能,被广泛应用于飞机的壁板、框架以及发动机压气机等结构部件。当飞机在高空低温的润湿环境下飞行时,飞机的壁板框架等结构表面常常会因为灰尘污染、液滴腐蚀等现象致使飞机工作寿命降低,而超... 详细信息

TA15钛合金具有强度高、耐蚀性好等优良性能,被广泛应用于飞机的壁板、框架以及发动机压气机等结构部件。当飞机在高空低温的润湿环境下飞行时,飞机的壁板框架等结构表面常常会因为灰尘污染、液滴腐蚀等现象致使飞机工作寿命降低,而超疏水表面具备自清洁、抑冰减阻、耐腐蚀等特点。因此在TA15基底上制备超疏水表面对于飞机在极端环境下能够正常的工作具有重要意义。目前,如高温热氧法、溶液浸渍法等制备超疏水表面的方法,效率低又易造成环境污染。因此,研究一种简便、高效、环保的方法来制备疏水性良好的TA15表面具有重要意义,并且有关TA15钛合金超疏水性的研究未见刊。本文基于超疏水表面的研究现状和润湿性相关理论分析,对TA15超疏水表面的制备方法进行探索,最终选择以溴化钠溶液为电解液的电化学刻蚀法,调整电流密度、刻蚀时间、加工温度和溶液浓度四个实验参数,经正交试验,成功制备出具有最佳超疏水特性的TA15表面。再对超疏水表面进行表征,结果表明氟硅烷是通过在材料表面形成一层空气膜来降低表面能,刻蚀微观结构和降低表面能是制备TA15超疏水表面的必要条件。本文通过单因素实验探究了各电化学参数对TA15表面疏水性的影响。结果表明,电化学刻蚀法中电流密度、刻蚀时间和温度对润湿性影响较大,电解液浓度影响较小。为了疏水表面结构的精度与密封性要求,研究了 TA15表面粗糙度与润湿性的关系:氟化前,随着TA15表面粗糙度增大,亲水性增强,最终润湿角减小,不同粗糙度表面的动态润湿角随着时间增加逐渐减小且变化趋势相同;氟化后,得到超疏水表面粗糙度的最小值为1.32μm,且在最佳疏水状态前,粗糙度越大,疏水性越好,最佳疏水状态后,继续增大粗糙度会导致疏水性减弱。最后对TA15钛合金进行了一系列疏水表面性能测试,验证了 TA15超疏水表面具有自清洁、耐腐蚀、耐磨等疏水特性。

关键词： TA15 超疏水表面电化学刻蚀微观结构粗糙度

30Cr2Ni2WVA钢基超疏水表面制备及其性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

30Cr2Ni2WVA钢基超疏水表面制备及其性能研究

作者：韩瑜琦大连理工大学

学位级别：硕士

超疏水表面是一种具有特殊润湿性的仿生功能表面,在抗结冰、油水分离、流体定向运输、自清洁、防腐蚀、流体减阻等领域具有较高的潜在应用价值。航空用钢因具有较高的强度,而被广泛地应用于航空航天领域中。以航空用钢为基材制备超疏水... 详细信息

超疏水表面是一种具有特殊润湿性的仿生功能表面,在抗结冰、油水分离、流体定向运输、自清洁、防腐蚀、流体减阻等领域具有较高的潜在应用价值。航空用钢因具有较高的强度,而被广泛地应用于航空航天领域中。以航空用钢为基材制备超疏水表面可有效的增强航空用钢在极端环境中的适用性,具有潜在的研究价值。目前,钢基超疏水表面的制备方法多种多样,但存在成本高、环境友好性差、表面耐久度差等问题。针对上述问题,本研究使用中性电解液通过电化学刻蚀法在30Cr2Ni2WVA航空用钢上构建出超疏水表面。主要内容包括:(1)采用电化学刻蚀法,在30Cr2Ni2WVA航空用钢表面简单、高效地制备出微纳米级粗糙结构,并使用低表面能物质氟硅烷进行修饰获得表面超疏水的航空用钢;该方法具有制备简单、成本较低、环境友好性佳的特点。(2)采用单因素试验法,对电化学刻蚀过程中的电化学刻蚀参数(电流密度、电解液浓度、电化学刻蚀时间)对航空用钢表面宏观形貌、润湿性的影响进行探究,对比润湿性、加工效率等因素找到较优加工参数。结果表明:以25 wt%的Na NO溶液作为电解液,在5 A·cm的电流密度下加工60 s可在成本较低、加工效率较高的前提下获得满足润湿性要求的超疏水30Cr2Ni2WVA航空用钢表面,为较优加工参数。(3)使用扫描电镜、X射线能谱分析仪、X射线光电子分析仪和X射线衍射仪对使用较优参数加工后的表面进行表征分析。结果表明:经过电化学刻蚀后超疏水30Cr2Ni2WVA航空用钢表面形成了一层具有多孔结构的珊瑚状微纳米级粗糙结构,该结构是由铁、铬氧化物/氢氧化物组成的复合膜。(4)对使用较优参数加工后的表面进行落砂、摩擦、超声清洗、耐腐蚀、热循环、紫外照射等多种试验,结果表明:超疏水30Cr2Ni2WVA航空用钢表面具有良好的表面强度和化学稳定性,可以在较为严苛的环境中使用。(5)对超疏水30Cr2Ni2WVA航空用钢表面在抗结冰、自清洁领域的应用进行探究。结果表明:超疏水的航空用钢表面可以抑制表面结冰,展示出良好的抗结冰特性;滴落在航空用钢表面的水滴快速滚落,带走污物实现清洁,展示出良好的自清洁特性。

关键词：超疏水电化学刻蚀航空用钢钝化

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GaN基薄膜阳极刻蚀及相关性质的研究

GaN基薄膜阳极刻蚀及相关性质的研究

作者：高庆学山东大学

学位级别：硕士

GaN是一种宽禁带直接带隙半导体材料(Eg=3.4eV),由于其击穿电压高、电子漂移速度高、化学性质稳定(在室温下不溶于酸碱溶液),同时拥有介电常数小以及热导率高等优良的特性,使得GaN材料在制作高温大功率器件、高频微波器件、紫外光探测... 详细信息

GaN是一种宽禁带直接带隙半导体材料(Eg=3.4eV),由于其击穿电压高、电子漂移速度高、化学性质稳定(在室温下不溶于酸碱溶液),同时拥有介电常数小以及热导率高等优良的特性,使得GaN材料在制作高温大功率器件、高频微波器件、紫外光探测器、微波波导、高亮度发光二极管、光存储器件以及高频、高压、高温、抗辐射和大功率器件等领域得到了广泛的应用。通常,采用有机金属气相淀积技术(MOCVD)在蓝宝石衬底上异质外延生长GaN基单晶薄膜。然而,氮化镓和蓝宝石衬底之间存在着高的晶格失配率,使得GaN基薄膜具有高缺陷密度和较大的内应力,从而使由GaN基薄膜所制备的器件具有较低的发光效率、较低的耐压能力和较低的执行能力。由于湿法刻蚀所制备的纳米多孔GaN薄膜可以较好的解决上述问题,因此有关纳米多孔GaN基薄膜的制备和性质的研究越来越多的受到人们的普遍关注。为此,本文以纳米多孔GaN基薄膜为主线,系统地研究了纳米多孔和纳米空腔对GaN基薄膜光电特性的影响。其主要研究内容如下:(1)由于使用电化学刻蚀技术制备纳米多孔GaN薄膜所选取的刻蚀溶液(酸碱溶液)具有不安全、不环保等缺点,因此用中性溶液替代酸碱溶液成为必然。为此,我们研究了 GaN薄膜在中性NaN03溶液中进行刻蚀,探究在中性溶液中刻蚀的影响因素;利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)定量计算纳米多孔诱使GaN薄膜内应力的变化量,并用拉曼光谱进行验证。(2)多孔GaN薄膜最重要的用途之一就是进行GaN薄膜或InGaN/GaN超晶格和多量子阱结构的再生长。由于再生长的温度通常在800℃到1050℃之间进行,因此系统地研究NH3气氛中对纳米多孔GaN薄膜热退火的影响具有重要的理论和实际意义。我们对多孔GaN薄膜在NH3气体氛围下进行高温(800℃)退火处理,研究发现退火后的纳米多孔GaN薄膜转变为纳米空腔GaN薄膜。为此,我们系统地研究了退火时间对孔洞的影响以及由多孔向空腔转变的转化机制;采用HRTEM图像和拉曼光谱技术定性和定量分析了退火对GaN薄膜内应力的影响。(3)生长在蓝宝石衬底上的具有InGaN/GaN多量子阱结构的GaN基薄膜具有较高的缺陷密度和较大的内应力,因此要想提高其发光效率设法降低薄膜缺陷密度和释放内应力是必不可少的。由于湿法刻蚀可降低薄膜内缺陷密度和释放内应力等优点,为此,我们在酸性溶液中对具有InGaN/GaN多量子结构的GaN基薄膜进行刻蚀,并对其刻蚀机理进行了系统的分析;利用多种表征方法探究了影响GaN基LED材料刻蚀的因素,并在此基础上通过变电压的方式制备自支撑GaN基LED薄膜。

关键词：电化学刻蚀中性溶液纳米多孔纳米空腔自支撑GaN基LED薄膜

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多晶六硼化镧场发射性能研究

多晶六硼化镧场发射性能研究

作者：郝敏电子科技大学

学位级别：硕士

在各种高能加速器和高频微波器件等设备中,常常需要性能优良的阴极材料提供亮度高、品质好、电流密度大的电子束。与热阴极相比,场发射阴极具有不需要加热、启动快、脉冲发射电流密度大等很多优点、是电真空器件和各种高能加速器的理想... 详细信息

在各种高能加速器和高频微波器件等设备中,常常需要性能优良的阴极材料提供亮度高、品质好、电流密度大的电子束。与热阴极相比,场发射阴极具有不需要加热、启动快、脉冲发射电流密度大等很多优点、是电真空器件和各种高能加速器的理想电子源,近年来已成为国内外研究的热点。在各种阴极材料中,LaB6具有优异的场发射性能,但由于其熔点高、化学稳定性好,如何设计场发射阴极结构和制作成为十分关键的问题。为了提高场发射阴极的发射能力,本文设计并制备了两种结构(环状结构和梳状结构)的多晶LaB6场发射阴极,通过调整各项工艺参数,成功制作出一种电子发射性能优良的大面积多晶LaB6场发射阴极。论文主要研究内容包括:1、采用MAGIC软件模拟计算得出,改变发射体结构参数可以提高其表面场强,为后续制备工作的进行提供了理论基础。研究得出发射体结构和发射材料逸出功是影响阴极场发射能力的关键参数。逸出功越低的场发射材料,其场发射性能越好。2、采用射频磁控溅射法在基片表面沉积氮化硅保护层。研究得出随着射频功率的增加,沉积速率先增加后减小,同时沉积速率与薄膜的均匀性成反比关系。工作气压越高,薄膜沉积速率越低,而且两者成线性关系。3、采用电化学刻蚀法制备多晶LaB6场发射阴极。研究得出电解液成分、浓度、缓蚀液、水溶剂和极间电压对发射体刻蚀形貌的影响。与磷酸相比,盐酸更适合作为多晶LaB6电化学刻蚀的电解液。在电解液中,缓蚀液的比例越高,发射体表面越平整;水溶剂含量越低,发射体表面越粗糙,刻蚀速率越快。4、研究出了一种适合环状结构多晶LaB6场发射阴极的电化学刻蚀方法,其最佳制备参数为:采用光刻胶作为保护层,基底活化温度为180℃,时间为3h;电解液配比为V(HCl):V(C2H5OH):V(H2O)=1mL:20mL:20mL,极间电压为3V,电化学刻蚀时间为1h。最终成功制备出环状多晶LaB6场致发射阴极。5、自行设计搭建了测试夹具和测试装置,并对制备出的场发射阴极进行性能测试。其中,梳状结构的场发射阴极发射性能优于环状结构。梳状结构的开启电场为6V/μm,阈值电场为181V/μm。经测试,多晶材料在低真空下仍然表现出较好的稳定性与抗中毒能力,表现出LaB6作为场发射材料的优越特性。

关键词：场发射阴极多晶六硼化镧(LaB6) 电化学刻蚀场发射性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

316L不锈钢疏水表面的制备研究

316L不锈钢疏水表面的制备研究

作者：秦刘娟沈阳理工大学

学位级别：硕士

金属由于具有较低的表面自由能,是典型的亲水材料,所以在金属表面的构造微观仿生疏水结构具有较大的研究意义。在固体亲水材料表面构建合适的微纳米复合结构是使其具备疏水性能的关键手段。316L不锈钢在工业、海洋,以及人们的生产、生... 详细信息

金属由于具有较低的表面自由能,是典型的亲水材料,所以在金属表面的构造微观仿生疏水结构具有较大的研究意义。在固体亲水材料表面构建合适的微纳米复合结构是使其具备疏水性能的关键手段。316L不锈钢在工业、海洋,以及人们的生产、生活等领域应用十分广泛,使316L不锈钢具备良好的疏水性能在其表面的自清洁、防腐蚀、润滑减阻等方面具有潜在应用价值。近年来,金属疏水表面的制备方法层出不穷,但是大多数方法只能用于小规模的实验研究,且制备成本高,如沉积法、自组装法、阳极氧化法和水热法等等。本研究基于塑性变形原理,采用喷丸法这种快速、低成本、操作简单,适用范围广的方法,通过喷丸工艺控制不锈钢的表面形态,在316L不锈钢表面形成粗糙结构,再与电化学刻蚀法相结合,进一步形成微纳米复合结构,再采用低自由能的聚四氟乙烯（PTFE）进行低表面能修饰,在表面覆盖一层低能材料。使用金相显微镜、激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜来观察处理后的试样表面微观形貌和测量表面粗糙度;采用MATLAB分析表面分形维数;用接触角测量仪来获得表面接触角以表征其疏水性能。喷丸粒度大小和喷丸时间长短对表面结构的构筑具有一定的影响规律。研究发现,喷丸粒度越小,得到的表面微观结构越细小均匀,表面粗糙度和分型维数值越大,疏水性越好;随着喷丸时长的增加,表面疏水性能先提高后下降。用喷丸、电化学刻蚀和低表面能修饰相结合的方法成功的在原本亲水的316L不锈钢表面上构建出了疏水性能:（1）处理前后表面与水滴的平均接触角由原始的45°增加到137.4°,疏水性能有了明显改善。（2）喷丸后表面形成了典型的微米级粗糙凹凸形貌;在喷丸后的粗糙表面上进行电化学刻蚀,进一步细化表面结构,形成了微米级凹坑、亚微米腐蚀坑和纳米台阶相结合的多级分形结构。（3）原始光滑的316L不锈钢表面不存在分形结构,分形维数D值为0,喷丸后粗糙表面的分形维数值D达到1.8,喷丸-电化学刻蚀后分形维数值D增加到2.1。（4）水滴与微观粗糙表面的接触遵循Cassie模型,经计算得出,本研究中疏水角为137.4°的粗糙表面上水滴与空气的接触面积占整个面积的84.6%,与316L不锈钢固体表面的接触面积只占15.4%。采用这种低成本,高效的制备方法在金属表面构造多尺度微结构以改善疏水性能具有可行性。

关键词： 316L不锈钢疏水性能喷丸电化学刻蚀接触角分形维数