摘要润湿性是材料重要的界面性能之一，超疏水表面具有特殊的表面结构及低表面能， 使得其在表面自清洁、抗冷凝、冷凝水收集等领域有着潜在的应用。本文采用非水电化 学沉积法和低表面能物质修饰制备得到超疏水镍膜，研究了电镀温度、电镀时间、表面 改性剂的种类对电沉积镍膜微观形貌以及其表面润湿性的影响，并对比水蒸气在其表面 的冷凝行为以及冷凝水收集的能力。利用 SEM、XPS、XRD、AFM 和接触角仪对超疏水 镍膜的表面形貌结构、化学组成、粗糙度以及疏水性进行了表征。结果表明，当电镀温 度为 90˚C，电镀时间为 30min 时，经过硬脂酸修饰后得到的镍表面超疏水性最好，其静 态接触角达到 158°，滚动角小于 1°，表面粗糙度 Ra 为 102。96 nm，水蒸气在该镍表面发 生滴状冷凝，并观察到了冷凝水滴的自迁移行为，表明该镍表面具有抗冷凝性能。76019

毕业论文关键词 非水电化学沉积 表面修饰 超疏水镍膜 抗冷凝

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Electrodeposition  and Anti-condensation  Property of Super-hydrophobic Ni Surfaces 

Abstract Wettability is an important interfacial property of materials。 With the special  surface structure and low surface energy, super-hydrophobic surfaces have potential applications in self-clean, anti-condensation, collecting condensed water。 Non-aqueous electrochemical deposition and low-surface-energy materials were used to fabricate super-hydrophobic nickel surfaces in this work。 We researched the influences of plating temperature, plating time and surface modifier methods on the surface micro-topography and wettability of the as-deposited nickel film。 The condensation behavior of vapour and capability of condensed water collection from atmosphere was analyzed。 The surface morphology, microstructure, chemical component, surface roughness and hydrophobicity are characterized by using SEM, XPS, XRD, AFM and water contact angle measurement。 The nickel film prepared at 90˚C followed by stearic acid modification  exhibits the best superhydrophobicity with a static contact angle of 158º and a sliding angle of less than 1º。 The average surface roughness(Ra) of the Ni film is measured to be 102。96 nm。 Dropwise condensation of water droplet can be self-removed from the Ni film, thus showing a superior anti-condensation property。

Keywords Non-aqueous electrodeposition surface modification super-hydrophobic

nickel film anti-condensation 

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目 录

1 绪论 1

1。1 固体表面的润湿理论 1

1。2 超疏水表面及影响因素 5

1。3 超疏水表面的研究现状及应用前景 9

1。4 本文主要研究内容及意义 9

2 实验仪器及方法 11

2。1 实验试剂与仪器 11

2。2 表征方法 12

2。3 冷凝性能测试 13

3 超疏水镍膜的制备及其性能表征 14

3。1 引言 14

3。2 超疏水镍膜的制备 14

3。3 超疏水镍膜的表征 15

3。4 超疏水镍膜的润湿性能 19

3。5 水蒸气在超疏水表面的冷凝行为 22

结 论 27

致 谢 29

参 考 文 献 31

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1 绪论

自然界中的润湿现象是指液体与固体发生接触后，沿固体表面扩展的现象[1]。荷叶上形 成的露珠，雨水打湿在汽车玻璃上等等现象，都是与润湿作用息息相关的。润湿性作为一种 固体表面所特有的属性，在日常生活、工程技术以及自然界中，都会起到特别重要的作用。 一般来说，固体材料表面的润湿性主要取决于材料表面的化学组成以及表面的微观形貌，而 且特定条件下环境因素（如压力、温度和磁电等）也会对润湿性有显著影响。因此探究和调 控固体表面的润湿现象在很多领域具有潜在的应用价值，如表面自清洁[2]、抗冷凝[3]、抗结冰