[发明专利]基于纳米阵列的金属防护体系

说明书

本申请涉及一种基于纳米阵列的金属防护体系，该金属防护体系包括金属基底、设于金属基底上的微纳结构层和涂于该微纳结构层上的表面涂层；该微纳结构层包括锌膜阵列和纳米二氧化钛薄膜，锌膜阵列为通过紫外光刻结合磁控溅射法制备，由微米尺度的点阵构成，纳米二氧化钛薄膜通过电沉积法制备，并将锌膜阵列包覆，该纳米二氧化钛薄膜也表现为一种微米尺度的凸起阵列。

技术领域

本申请涉及金属防护领域，尤其涉及一种基于纳米阵列的金属防护体系。

背景技术

在生产生活中，日常接触的金属，除了少量惰性金属外，大多数金属及其合金在自然环境下都会面临腐蚀的难题。金属的腐蚀造成了资源和能源的严重浪费，严重者，金属腐蚀还会威胁到人们的生命安全，在金属被腐蚀后，在外形、色泽、及机械性能方面会发生下降，从而容易造成设备破坏、管道泄漏、产品污染等事故，因此，如何减缓或防止金属的腐蚀，意义重大。对于金属腐蚀的防护方法，常见的有元素掺杂法、电化学法、涂层法等；涂层法是通过刷涂、喷涂等物理方法，在金属表面形成一层防护层，用来隔开腐蚀性介质和金属基底，从而达到防护目的，这种方法制备过程简单、原料成本低、耐腐蚀性好，是一种应用较广泛的金属腐蚀防护方法，涂层防腐蚀应用是最广泛的防腐手段之一。对金属采用涂层法进行防护，涂层能够作为物理屏障，来阻挡或减缓水、氧气以及腐蚀性离子渗透到金属表面，一般来说，涂层包括预处理层和表面涂层，位于金属涂层体系中间的预处理层，其作用在于与金属基底进行良好的结合，防止涂层起泡、剥离或脱落，对整个涂层体系的结合力好坏，起着至关重要的作用；此外，由于金属涂层固有的孔隙率和涂层破损后导致局部腐蚀速度加快也是影响涂层防腐能力的焦点问题之一。

发明内容

针对上述提出的现实问题，本申请将金属涂层与微纳结构结合，提出了基于纳米阵列的金属防护体系，该金属防护体系基于微纳结构构造了一种具有超疏水性的中间层，其与基底结合力好，并且有效减小了涂层中固有的孔隙率。

本发明的实施例中提供了基于纳米阵列的金属防护体系，该金属防护体系包括金属基底、设于金属基底上的微纳结构层和涂于该微纳结构层上的表面涂层；该微纳结构层包括锌膜阵列和纳米二氧化钛薄膜，锌膜阵列为通过紫外光刻结合磁控溅射法制备，由微米尺度的点阵构成，纳米二氧化钛薄膜通过电沉积法制备，并将锌膜阵列包覆，该纳米二氧化钛薄膜也表现为一种微米尺度的凸起阵列；该表面涂层为一种低表面能物质。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的金属防护体系包括金属基底、微纳结构层和表面涂层，该微纳结构层由锌膜阵列和纳米二氧化钛薄膜构成，表现为一种超疏水结构，具有良好的耐腐蚀性能，此外，锌膜阵列和纳米二氧化钛与金属基底结合力强，锌膜阵列与纳米二氧化钛薄膜之间通过氧化锌纳米线增强结合力，使得该防护体系不易脱落，减小了纳米二氧化钛薄膜中的孔隙率，防护能力强。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明金属防护体系中微纳结构层的制作步骤示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。