Durabilidade da superfície de folha de alumínio hidrofóbica preparada por estampagem por ablação a laser

SHEN Zongbao ,  

MENG Kangnan ,  

SHI Zheng ,  

FU Jiahui ,  

LI Pin ,  

摘要

Foi proposta uma técnica de estampagem por ablação a laser para preparar uma superfície de folha de alumínio hidrofóbica com microestruturas multiníveis. Esta técnica utiliza irradiação direta a laser na superfície da peça, obtendo uma microestrutura de primeiro nível por estampagem de impacto induzida pela ablação e, simultaneamente, uma microestrutura de segundo nível através do fluxo de material fundido induzido pela ablação. Para testar a durabilidade, foram realizados experimentos de corrosão ácida e alcalina, bem como experimentos de armazenamento em diferentes ambientes na folha de alumínio hidrofóbica. Os resultados experimentais mostraram que a corrosão ácida e alcalina danifica a morfologia microscópica da superfície da peça e a baixa energia superficial, fazendo com que o ângulo de contato diminua com o aumento do tempo de corrosão. A corrosão alcalina reagiu muito mais violentamente do que a corrosão ácida, causando maiores danos na morfologia da superfície; após 16 horas de corrosão alcalina, a superfície atingiu um estado superhidrofílico (<25°), enquanto após 24 horas de corrosão ácida ainda se apresentava hidrofóbica (~97°). Após um tratamento de envelhecimento adicional, a peça ainda pode atingir um estado hidrofóbico estável após três semanas, mas o desempenho hidrofóbico é inferior ao antes da corrosão; o desempenho hidrofóbico final da peça corroída com ácido (~120°) é melhor do que o da corroída com alcalino (~105°). Diferentes ambientes de armazenamento têm pouco efeito na morfologia da superfície da peça. O ângulo de contato da peça armazenada no ar não mostra mudanças significativas; a armazenada em água salgada perde sua hidrofobicidade (~87°), enquanto a armazenada em água pura apresenta desempenho ligeiramente melhor (~96°). Após novo envelhecimento, o ângulo de contato da peça armazenada em água pura pode recuperar-se para cerca de 135°, enquanto a armazenada em água salgada só pode recuperar-se para cerca de 120°. A folha de alumínio hidrofóbica preparada por estampagem por ablação a laser pode basicamente atender aos requisitos para enfrentar ambientes complexos.

关键词

estampagem por ablação a laser; hidrofobicidade; corrosão ácida e alcalina; microestruturas multiníveis; ambiente de armazenamento

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