锌表面超疏水薄膜的制备及其摩擦学特性的研究

【摘要】：采用液相浸渍法在N,N-二甲基甲酰胺(v/v)溶液(DMF)处理后的锌片表面构筑了硬脂酸、油酸以及月桂酸有机薄膜,并通过接触角测量仪、扫描电镜、红外光谱仪和LIMT-3试验机对薄膜的性能进行了评价。重点探讨脂肪酸分子结构对薄膜摩擦性能影响的原因。摩擦磨损试验结果表明,经DMF处理后锌表面构筑硬脂酸有机薄膜表现出极为优异的摩擦学特性,在于摩擦、0.5N的载荷下保持摩擦系数(0.2)的时间超过3600秒。自组装膜(Self-Assembled Monolayers)是有机功能分子通过分子间及其与基体材料间的物理化学作用而自发形成的一种热力学稳定、排列规则的界面分子组装体系,具有均匀一致、高密度堆积和低缺陷等特性,在润滑、吸附、防腐、材料合成、电化学、生物与化学传感器、生物膜等许多领域中应用广泛。特别是近年来,利用自组装膜可实现超薄膜润滑,从而为解决微机电系统中的摩擦学问题提供了有效途径,因此自组装膜摩擦学性能的研究引起了国内外学者的极大关注。近年来,超疏水表面的研究引起了人们广泛的关注,一直以来被作为表面材料研究的热点问题。所谓超疏水表面是指与水的接触角大于150°且滚动角低于2°的表面。在日常生产和生活中,如何更为有效地防止金属工件的表面腐蚀、降低流体与管道内壁的摩擦阻力、实现金属饰品的表面自清洁,已成为金属表面工程领域的一个重要课题。目前研究者更多的关注zn表面超疏水薄膜的自清洁效应,而很少有人涉及Zn超疏水表面摩擦学性能。本文我们主要以zn片为研究对象,通过在其氧化物表面进行修饰,我们得到超疏水薄膜,并对薄膜的摩擦学特性进行研究,以期得到能更好保护Zn表面的润滑材料。