兼具长效超疏水性和高耐磨性的铝合金表面复合涂层的制备OA

【目的】为了解决在恶劣工况下铝合金表面的疏水性能与耐磨性能均不足的问题,结合激光熔覆技术、飞秒激光微纳结构技术、低表面能修饰技术以及复合涂覆技术,制备兼具长效超疏水性与高耐磨性的铝合金表面的复合涂层。【方法】首先采用激光熔覆技术在5052铝合金基体表面制备Al-18Si-5Mn-5Ni-3Ag合金熔覆层,然后采用飞秒激光器在合金熔覆层上构建蜂窝状微纳表面结构,随后对蜂窝状微纳表面结构进行1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(perfluorodecyltriethoxysilane,FAS)改性,接着采用氟乙烯乙烯醚(fluoroethylene vinyl ether,FEVE)共聚物树脂颗粒将改性二氧化硅(modified SiO2)颗粒黏附在FAS改性层上面,形成改性SiO2-FEVE涂层。【结果】经FAS改性后铝合金表面的波峰最大值约为0.75µm,铝合金表面的水接触角、滚动角分别为156°、7.1°,铝合金表面已具备超疏水性能;摩擦循环次数为50、100时的水接触角分别快速降至137°、116°,疏水性能大幅降低。当FEVE树脂颗粒与改性SiO2颗粒的质量比为50:1时,涂覆改性SiO2-FEVE后铝合金表面的波峰最大值约为0.65µm,水接触角、滚动角分别为157°、6.3°,疏水性能得到提高;在摩擦循环次数为50、100时的水接触角分别仅降至154°、152°,表明超疏水性能具有长效性。【结论】在铝合金基体表面上制得了由合金熔覆层、FAS改性层、改性SiO2-FEVE涂层3种材料组成的复合涂层。复合涂层的超疏水性能稳定长效,耐磨性能大幅提高,制备工艺环保、高效、成本可控。