CN112301396A - 一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于航空传感器的Cu‑Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，将Cu‑Be合金试样用280～5000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu‑Be合金超声清洗后晾干后，将Cu‑Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制15～50mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为50～90℃；然后在0.8～1.8V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为10～30min，沉积时间结束后进行晾干；最后将晾干的Cu‑Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍10～25min，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面，可以克服现有方法中低表面能物质昂贵、制备工艺复杂且稳定性差、粘附性高的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于仿生材料领域，具体涉及一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法。
背景技术
类荷叶表面仿生超疏水涂层(接触角大于150°，滚动角小于10°)，由于其表面微纳结构和良好的超疏水性能，在防腐蚀、抗冰性、防雾等众多生活生产领域均有十分广泛的应用前景。如何在材料表面构建类荷叶表面仿生超疏水涂层并对其进行不同条件下的性能测试，成为其拓展实际应用的关键问题之一。
Cu-Be作为一种综合性能良好的一种合金，经过淬火调质后，具有高强度，高弹性，良好耐疲劳性和耐热性，同时还具有很高的导电性，导热性和无磁性等，广泛用于航空传感器等航空电子器件。由于其组成成分中带有极性基团的分子，对水有较大的亲和力，导致水在材料表面易润湿，并氧化形成铜绿。在Cu-Be合金表面构建类荷叶的粗糙结构表面，同时采用低表面能物质对其表面进行修饰来降低其表面张力，可获得超疏水Cu-Be合金表面。该方法是提高Cu-Be合金表面防湿抗污性能的一个重要途径。然而，现有的制备超疏水表面的方法比较繁琐，且选择的低表面能物质大多为含氟硅烷材料，价格昂贵，且稳定性差，很难实现完全的超疏水表面。本发明采用电沉积法制备Cu-Be合金超疏水表面，因此，必须提高其稳定性并降低粘附性，以达到自我清洁效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，以克服现有方法中低表面能物质昂贵、制备工艺复杂且稳定性差、粘附性高的缺陷。
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，制备方法如下：
将Cu-Be合金试样用280～5000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干后，将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制15～50mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为50～90℃；然后在0.8～1.8V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为10～30min，沉积时间结束后进行晾干；最后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍10～25min，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
与现有的铍青铜超疏水表面的制备工艺和技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明方法采用的原料便宜可得，成本低廉，不需要其它反应溶液，大大降低了制备过程中生产成本。
2、本发明方法制备的Cu-Be合金超疏水表面，仅采用电沉积法即可实现ZnO在Cu-Be表面的沉积，相比于水热法，时间短，成本低。
3、采用本发明方法制备的Cu-Be合金超疏水表面，可用于防水、耐污及抗冰应用等相关领域。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为使用本发明的实施例2的制备方法获得的成品的接触角为157°的测试照片。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但并不用于限制发明。对于本领域的技术人员，在不脱离本发明思想、方法的前提下，还可以做出一些改进和充，这些应当理解，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围内。
实施例1
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制50mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍10～25min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为151°。
实施例2
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制50mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍15min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为157°。
实施例3
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制18mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍15min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为151°。
实施例4
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制30mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍15min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为152.5°。
实施例5
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制40mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍15min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为154°。
实施例6
一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，具体步骤如下：
一、将Cu-Be合金试样用1000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干；
二、然后将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制48mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为60℃；
三、然后在1.5V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为20min，沉积时间结束后进行晾干；
四、然后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍15min，有机溶液可以从乙醇、甲苯或正十二烷中选取，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
本实施案例中用于航空传感器的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角为156.5°。
上述所知，实施例2制配出的Cu-Be合金的ZnO超疏水表面的接触角达到157°，由此可见，实施例2为最优实施例。
Claims (1)
1.一种适用于航空传感器的Cu-Be合金的表面ZnO超疏水的制备方法，其特征在于，制备方法如下：
将Cu-Be合金试样用280～5000目砂纸进行打磨，将打磨好的Cu-Be合金超声清洗后晾干后，将Cu-Be合金片接阴极，碳片接阳极，放入配制15～50mmol/L的Zn(NO3)2溶液中进行水浴加热，水浴温度为50～90℃；然后在0.8～1.8V的稳压电源下进行电沉积，电沉积时间为10～30min，沉积时间结束后进行晾干；最后将晾干的Cu-Be合金样品在浓度为5g/L的硬脂酸有机溶液中浸渍10～25min，待低表面能修饰完成后晾干，即可获得超疏水表面。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210202 |
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