Methodenartikel

Vorbereitung und Hochtemperatur-Anti-Adhäsion Verhalten einer rutschigen Oberfläche Edelstahl

DOI:

10.3791/55888

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29. März 2018

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1School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Rutschige Oberflächen bieten eine neue Möglichkeit zur Lösung des Problems der Adhäsion. Dieses Protokoll beschreibt die Rutschgefahr bei hohen Temperaturen zu fabrizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Rutschgefahr Anti-Benetzung für Flüssigkeiten und eine bemerkenswerte Anti-Haftwirkung an Weichteilen bei hohen Temperaturen zeigten.

Zusammenfassung

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Anti-Klebeflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit haben ein breites Anwendungspotenzial in elektrochirurgische Instrumente, Motoren und Rohrleitungen. Eine typische Anti-Benetzung superhydrophob Oberfläche schlägt einfach fehl, wenn eine Hochtemperatur-Flüssigkeit ausgesetzt. Vor kurzem, Nepenthes-inspirierten rutschigem Untergrund zeigt einen neuen Weg zur Lösung des Problems der Adhäsion. Eine Schmierstoffe Schicht auf der rutschigen Oberfläche kann als eine Barriere zwischen dem abgestoßen Materialien und die Oberflächenstruktur fungieren. Die rutschigen Oberflächen in früheren Studien zeigten jedoch selten hoher Temperaturbeständigkeit. Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Vorbereitung der rutschigen Oberflächen mit hoher Temperaturbeständigkeit. Photolithographie-gestützte Methode wurde verwendet, um Säule Strukturen auf Edelstahl zu fertigen. Durch die Funktionalisierung der Oberfläche mit Kochsalzlösung, war eine glatte Oberfläche vorbereitet, indem man Silikonöl. Die vorbereitete rutschige Oberfläche gepflegt die Anti-Benetzung für Wasser, auch wenn die Oberfläche bis 300 ° c erhitzt wurde Die glatte Oberfläche stellte auch, große Anti-Adhäsion Auswirkungen auf Weichteile bei hohen Temperaturen. Diese Art der rutschigen Oberfläche auf Edelstahl hat Anwendungen in der Medizintechnik, mechanische Ausrüstung, etc..

Einleitung

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Anti-Klebeflächen bei hohen Temperaturen für Gebrauch mit Flüssigkeiten und Weichteile erhalten haben großes Interesse aufgrund ihrer umfangreichen Anwendungspotenzial in elektrochirurgische Instrumente, Motoren, Rohrleitungen etc. 1 , 2 , 3 , 4. Muskelmodelle Oberflächen, insbesondere superhydrophob Oberflächen gelten wegen ihrer ausgezeichneten Anti-Benetzung Fähigkeiten und selbstreinigende Eigenschaften5die ideale Wahl. In superhydrophob Oberflächen sollten die Anti-Benetzungsfähigkeit der gesperrten Luft....

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Protokoll

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(1) Photolithographie auf Edelstahl

  1. Entwerfen Sie die Fotomaske mittels einer technischen Zeichnung Software und fertigen Sie das Design durch die Vorlage einer Fotomaske Drucker4.
  2. Waschen der Edelstahl (316 SS; Lengthx Breite: 4 cm x 4 cm, Dicke: 1 mm) durch Spülen in alkalischen Lösungen (50 g/L NaOH und 40 g/L Na2CO3) bei Raumtemperatur für 15 min auf Öl-Verunreinigungen zu entfernen.
  3. Gründlich reinigen den Edelstahl durch Ultraschall Reinigung in einem Ultraschall Reinigungsanlage (Frequenz: 40 KHz, Ultraschall-Leistung: 500 W). Gegenüber dem Vorquartal mit entionisiertem Wasser, n-Hexan, ....

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Ergebnisse

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Die glatte Oberfläche war vorbereitet, indem man Silikonöl zu OTS-beschichtet, chemisch geätzte Edelstahl. Aufgrund ihrer ähnlichen chemischen Eigenschaften wurde die Oberfläche von Silikonöl vollständig benetzt. Die Benetzung Prozess ist in Figur 1adargestellt. Die rote gestrichelte Linie markiert die Benetzung Linie. Nach der Benetzung, könnte eine sichtbare Ölschicht von der trockenen Oberfläche unterschieden werden. Rutschige Eigentum der vorbereitete rut.......

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Diskussion

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Diese Handschrift enthält Protokolle für die Herstellung einer glatten Oberfläche mit hoher Temperaturbeständigkeit. Die rutschige Eigenschaft unsere vorbereitete Oberfläche zeigte sich durch die Beobachtung der leichtes Gleiten Verhalten eines Wassertropfens. Dann wurde die Anti-Benetzung der vorbereiteten rutschigen Oberfläche bei verschiedenen hohen Temperaturen durch die Hinterlegung von einem Wassertropfen auf der heißen Oberfläche untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorbereitete rutschige Oberfläche seine r.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Grant Nr. 51290292) und wurde auch von der akademischen Exzellenz Stiftung BUAA für Doktorandinnen und Doktoranden unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
EdelstahlHongtu Corporation316Verwendung wie erhalten
OctadecyltrichlorsilanHuaxia Reagenz112-04-9Verwendung wie erhalten
FotolackKempur Microelectronic Corporation317SVerwendung wie erhalten
SilikonölBeijing Chemical Works350 cstVerwendung wie erhalten
Wasserfreies ToluolPeking Chemical Works108-88-3Verwendung wie erhalten
Phosphorsäure (H3PO4)Tianjin Chemical Corporation7664-38-2Verwendung wie erhalten
Salzsäure (HCl)Tianjin Chemical Corporation7647-01-0Wie empfangen verwenden
Ferric chloride (FeCl3)Tianjin Chemical Corporation7705-08-0Wie erhalten verwenden
Optisches aufrechtes MikroskopOlympusBX51
Optisches StereomikroskopOlympusSZX16
HochgeschwindigkeitskameraOlympusi-SPEED LT
UltraschallreinigerKUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTDKQ-500E
DynamometerYueqing Handapi Instruments Co. LtdHP-5
ManipulatorYueqing Handapi Instruments Co. LtdHLD
HeizplatteShenzhen Jingyihuang CorporationDRB-1

Referenzen

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  1. Liu, Y., Chen, X., Xin, J. H. Can superhydrophobic surfaces repel hot water? J Mater Chem. 19 (31), 5602-5611 (2009).
  2. Urata, C., Masheder, B., Cheng, D. F., Hozumi, A. A thermally stable, durable and temperature-dependent oleophobic surface of a polymethylsilsesquioxane film. Chem Commun. 49, 3318-3320 (201....

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Schlagwörter

Photolithografie unterst tzte Silikon lbeschichtungOTS FunktionalisierungWassertropfenbewegungWeichgewebeadh sionelektrochirurgische Instrumente

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