[发明专利]一种镁合金表面具有自修复性的仿生超滑表面的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种镁合金表面具有自修复性的仿生超滑表面的制备方法及其应用。1)镁合金表面预处理，将镁合金表面打磨光滑，然后超声清洗；2)将预处理后的镁合金竖直放置在碳酸铵水溶液中，进行水热反应，反应后将镁合金清洗干燥；3)将步骤2)得到的镁合金浸泡在硬脂酸无水乙醇溶液中，反应后，取出，清洗，干燥；4)在步骤3)得到的镁合金的表面旋涂全氟聚醚，在118‑122℃的条件下干燥，得到仿生超滑表面。所得到的镁合金具有自修复性能，在出现划痕后，能够保持静态疏液性，热处理后能够恢复动态疏液性。作为防腐蚀或防污染材料具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于金属材料表面改性技术领域，具体涉及一种镁合金表面具有自修复性的仿生超滑表面的制备方法及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着轻质工程材料在汽车、航空航天和船舶等众多行业的发展，镁及其合金由于低密度，延展性，可焊性和可加工性而备受关注。然而，镁及其合金由于标准电位低而非常活跃，极易受腐蚀，这限制了它们的应用。此外，镁及其合金在海水中经常是生物有机物的附着地，导致生物污损。这将降低热交换器的传热效率，并且去除附着的生物膜是相当费力且昂贵的。因此，开发适当的方法或涂层以防止镁及其合金的腐蚀和生物污染是重要的。发明人发现，现有制备的超滑表面存在自修复性能较差的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种镁合金表面具有自修复性的仿生超滑表面的制备方法及其应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种镁合金表面具有自修复性的仿生超滑表面的制备方法，具体步骤为：

1)镁合金表面预处理，将镁合金表面打磨光滑，然后超声清洗；

2)将预处理后的镁合金竖直放置在碳酸铵水溶液中，进行水热反应，反应后将镁合金清洗干燥；

3)将步骤2)得到的镁合金浸泡在硬脂酸无水乙醇溶液中，反应后，取出，清洗，干燥；

4)在步骤3)得到的镁合金的表面旋涂全氟聚醚，在118-122℃的条件下干燥，得到仿生超滑表面。

本发明采用水热法在镁合金表面制备了几乎垂直于表面的片状结构，且片状结构随机分布形成网状多孔结构，然后进行低能修饰，并使用旋涂法在其网状多孔结构中灌注全氟聚醚，形成仿生超滑表面。

步骤1)的作用为：使镁合金表面光滑，去除杂质，使表面均一、平整，有利于在镁合金表面形成均一的片状结构。

步骤2)的作用为：通过与碳酸铵水溶液的水热反应，使镁合金表面形成均匀的网状多孔结构，镁合金在碳酸铵水溶液中竖直放置，使镁合金表面形成几乎垂直于镁合金的片状结构。

步骤3)的作用为使镁合金表面的表面能降低。

步骤4)的作用为在镁合金表面形成的微孔中注入全氟聚醚，然后在一定温度下处理，可使全氟聚醚均匀、深入地固定在微孔中，形成仿生超滑表面。

本发明模拟猪笼草的超滑表面的疏液性、耐蚀性、防污性。猪笼草的表面具有液固液三相体系，受到机械损伤以后呈现出一定的自修复性，发明人发现，猪笼草能够一直保持超滑表面的原理是其表面能够一直维持一层光滑的水膜，能够自动续水。但是在镁合金表面，不能实现自动续水，所以，通过在微孔结构中负载全氟聚醚，可以实现超滑表面，但是不能实现自修复性能。发明人发现，全氟聚醚负载在微孔中后，通过一定温度的热处理，才能够使全氟聚醚进入到形成的微孔的结构中和片状结构的表面，当出现划痕时，本发明的超滑表面能够保持静态疏液性，热处理后能够恢复其动态疏液性，同时保持较好的耐蚀防污性。