[发明专利]一种微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910333794.6 申请日: 2019-04-24
公开(公告)号: CN110205452B 公开(公告)日: 2020-10-27
发明(设计)人: 胡军;石佳坤;宋卫兵;曹晓飞;何世军 申请(专利权)人: 西北大学
主分类号: C21D1/26 分类号: C21D1/26;C21D1/74;B05D1/18;B05D7/24;B05D7/14
代理公司: 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223 代理人: 俞晓明
地址: 710069 陕西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 微米 八面体 纳米 针状 结构 疏水 钢板 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板的制备方法,包括以下步骤:S1、将处理干净的钢板浸泡在乙二胺水溶液中,在160~165℃下反应6~7h,清洗,烘干,得到初级钢板;S2、在空气气氛中,将蛋清液置于管式炉中在540~600℃下退火处理0.5~2h;S3、将S1得到的初级钢板在S2得到的蛋清燃烧的气氛中,于500~600℃下退火处理1.5~2h,自然冷却至室温,得到二级钢板;S4、将S3得到的二级钢板置于低表面能物质溶液中,浸泡、洗涤,烘干,即得到疏水钢板。本发明的方法操作方便,且钢板的表面具有微米级八面体和垂直于其表面的针状结构,提高了其疏水性能和耐蚀性能。

技术领域

本发明属于金属防腐技术领域,具体涉及一种微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板及其制备方法。

背景技术

钢由于其价格便宜,在军用工业和民用工业中得到广泛应用。但是钢易被腐蚀,经腐蚀的钢性能下降,使用寿命变短,给经济带来了很大的损失,目前通过在钢的表面涂覆缓蚀剂或涂料等对钢表面进行防护,但是涂料通常价格偏高偶尔也会带有一些对环境有害的物质;缓蚀剂比较温和,但是不适合大面积使用,因而限制了钢的使用发展。目前的研究发现在钢的表面形成疏水表面可应用于减阻、抗结冰结霜、耐腐蚀、自清洁等方面。

疏水表面制备的主要途径是先在固体表面构建出超疏水表面所必需的纳米/微米/微纳米级粗糙结构,然后经过低表面能物质修饰获得。制备超疏水表面所需微观结构的常用方法有化学刻蚀、模板法、阳极氧化、电沉积和激光加工等,在实际应用中使用较多的是激光加工和阳极氧化技术。目前,激光技术和阳极氧化技术在表面织构化结构的制备精度及效率方面还有待提高,单纯使用激光技术或阳极氧化制备具有超疏水性能的微/纳米复合结构表面所达到的效果还不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板及其制备方法。本发明制备的疏水钢板具有优异的抗水性能和耐蚀性能,且提供的制备方法简单、操作方便、安全无毒。

本发明的第一个目的是提供一种微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板的制备方法,包括以下步骤:

S1、将处理干净的钢板浸泡在乙二胺水溶液中,在160~165℃下反应6~7h,自然冷却至室温,取出钢板,清洗、烘干,得到初级钢板;

S2、在空气气氛中,将蛋清液于管式炉中在540~600℃下退火处理0.5~2h,自然冷却,得到具有蛋清燃烧气氛的管式炉;

S3、将S1得到的初级钢板置于S2得到的具有蛋清燃烧气氛的管式炉中,于500~600℃下退火处理1.5~2h,自然冷却至室温,得到二级钢板;

S4、将S3得到的二级钢板置于低表面能物质溶液中,浸泡、洗涤、烘干,即得到微米八面体/纳米针状结构的疏水钢板。

优选的,步骤S1中,所述处理干净的钢板通过将钢板清洗多次,晾干得到。

优选的,所述钢板为N80钢板。

优选的,步骤S1中,所述乙二胺水溶液的浓度为3.6~3.8mol/L。

优选的,步骤S2和S3中,所述管式炉的升温速率为5℃/min。

优选的,步骤S3中,所述退火处理的温度为550℃,退火时间为2h。

优选的,步骤S4中,所述低表面能物质溶液中的低表面能物质为硬脂酸,溶剂为乙醇,且低表面能物质溶液的浓度为8mmol/L。

优选的,步骤S4中,所述浸泡时间为4~6h。

本发明第二个目的是提供一种上述制备方法制备得到的疏水钢板。

优选的,所述疏水钢板的表面具有微米级八面体结构和垂直于八面体表面的针状长条结构。

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