一种超疏水铝表面的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超疏水表面制备领域，具体涉及一种超疏水铝表面的制备方法。
【背景技术】
[0002] 铝及其合金由于具有低的密度、高的比强度和比刚度等特点，在工业生产中具有 广阔的应用前景，例如我国架空输电线路导线的现状是以铝绞线为主。输电线路覆冰易造 成导线舞动、断线、倒杆（塔）、线路跳闸、甚至使电网瘫痪等事故，严重威胁电力系统的安 全运行，影响人们正常的生产和生活，从而造成巨大的经济损失和一定的社会影响。近年 来，受全球气候变暖影响，极端天气事件频繁出现，输电线路发生冰雪灾害事故的情况时有 发生，冰灾对电网安全的影响更加显著，输电线路防覆冰技术的研究显得更加重要和迫切。
[0003] 接触角大于150°，滚动角小于10°的表面被称之为超疏水表面，一个典型的例 子就是"出淤泥而不染"的荷叶。超疏水表面除了具有良好的自清洁效果，应用到输电线路 铝导线上还具有防覆冰的作用，可以极大的缓解由于输电线路覆冰所造成的一系列电力安 全事故。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种超疏水铝表面的制备方法，其利用阳极氧化与化学气相沉积相 结合来制备超疏水铝表面，所得铝表面的超疏水薄膜疏水性好，稳定性高，且厚度均匀可 控。
[0005] 本发明采用如下技术方案： 一种超疏水铝表面的制备方法，包括以下步骤： 一种超疏水铝表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)铝片预处理：将铝片依次放入5-lOwt%洗涤剂水溶液、95%乙醇溶液和去离子水溶 液中进行超声清洗，每次超声清洗时间为10_20min ;然后将铝片放入电解抛光液中进行抛 光处理，时间控制为5-8min ;然后将铝片取出，烘干。
[0006] (2)阳极氧化：以预处理后的铝片为阳极，石墨棒为阴极，以浓度为0.2~0.4M磷 酸溶液为电解液，将电解池放入恒温水槽中进行电解，电解温度为_2~2°C，电解时间为 1~1. 5h，电压为100~140V ;电解完成后，取出铝片，将铝片放入浓度为5~10wt%磷酸溶液中 进一步腐蚀，腐蚀时间为2~3h，腐蚀温度为40~50°C;腐蚀完成后，将铝片用去离子水清洗干 净，室温下干燥。
[0007] (3) CVD蒸镀：将阳极氧化后的铝片放入派瑞林涂覆设备中，派瑞林聚合物的蒸发 温度设为160~200°C，派瑞林聚合物高温热解的温度设置为650~700°C，真空腔的真空度设 置为 40~60 mTorr〇
[0008] 进一步的，所述步骤（3)中的派瑞林聚合物为parylene-N、parylene-C或 parylene-D 〇
[0009] 优选的，所述步骤（3)中的派瑞林聚合物为parylene-N。
[0010] 进一步的，所述步骤（3)中派瑞林聚合物的用量为0· 2~0· 5g。
[0011] 本发明具有如下技术效果： 本发明将阳极氧化法和CVD蒸镀法相结合，提出了一种新的超疏水铝表面制备方法； 本发明制得的铝表面薄膜疏水性能好，稳定性高，抗寒防湿性好，且通过控制派瑞林投入 量，可实现对涂覆厚度的控制，得到纳米级厚度的薄膜。
【附图说明】
[0012] 图1为实施例1中阳极氧化后铝片表面的扫描电镜图。
[0013] 图2为实施例1所制超疏水错表面的超疏水效果图。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 : 一种超疏水铝表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (4)铝片预处理：选取纯度为99. 99%的铝，制备成尺寸为2cmX IcmX Imm的铝片，将其 依次放入l〇wt%洗涤剂水溶液、95%乙醇溶液和去离子水溶液中进行超声清洗，每次超声清 洗时间为20min ;然后将铝片放入电解抛光液中进行抛光处理，抛光时间控制为Smin ;然后 将铝片取出，置于干燥箱中，在80°C下烘干。
[0015] (5)阳极氧化：以预处理后的铝片为阳极，石墨棒为阴极，以浓度为0. 2M磷酸溶液 为电解液，将电解池放入恒温水槽中进行电解，电解温度为1°C，电解时间为I. 5h，电压为 130V ;电解完成后，取出铝片，将铝片放入浓度为8wt%磷酸溶液中进一步腐蚀，腐蚀时间为 2. 5h，腐蚀温度为45°C ;腐蚀完成后，将铝片用去离子水清洗干净，室温下用N2吹干。
[0016] (6)CVD蒸镀：以parylene-N为涂覆材料，用量为0. 2g，将阳极氧化后的铝片放入 派瑞林涂覆设备中，parylene-N的蒸发温度设为180°C，parylene-N高温热解的温度设置 为680°C，真空腔的真空度设置为60mTorr。
[0017] CVD蒸镀完成后，将铝片取出，在室温下干燥冷却30min，将5ul蒸馏水水滴滴在铝 片上，然后用JC2000F接触角测量仪测量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测 得接触角的平均值见表1。
[0018] 利用JC2000F接触角测量仪测量其滚动角，在待测样品不同位置均匀选取五个 点，测得滚动角的平均值见表1。
[0019] 利用扫描电子显微镜（SEM)测量膜厚，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测 得的膜厚的平均值见表1。
[0020] 将制得的样品放置到温度为-10~5°C，湿度为15~35%的环境下，放置5个月后，测 量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测得接触角的平均值见表1。
[0021] 实施例2: 一种超疏水铝表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)铝片预处理：选取纯度为99. 99%的铝，制备2cmX IcmX Imm的铝片，将其依次放入 l〇wt%洗涤剂水溶液、95%乙醇溶液和去离子水溶液中进行超声清洗，每次超声清洗时间为 20min ;然后将铝片放入电解抛光液中进行抛光处理，抛光时间控制为Smin ;然后将铝片取 出，置于干燥箱中，在80°C下烘干。
[0022] (2)阳极氧化：以预处理后的铝片为阳极，石墨棒为阴极，以浓度为0. 3M磷酸溶液 为电解液，将电解池放入恒温水槽中进行电解，电解温度为l°c，电解时间为I. 5h，电压为 130V ;电解完成后，取出铝片，将铝片放入浓度为5wt%磷酸溶液中进一步腐蚀，腐蚀时间为 2. 5h，腐蚀温度为45°C ;腐蚀完成后，将铝片用去离子水清洗干净，室温下用N2吹干。
[0023] (3)CVD蒸镀：以parylene-N为涂覆材料，用量为0. 2g，将阳极氧化后的铝片放入 派瑞林涂覆设备中，parylene-N的蒸发温度设为180°C，parylene-N高温热解的温度设置 为680°C，真空腔的真空度设置为60mTorr。 CVD蒸镀完成后，将铝片取出，在室温下干燥冷却30min，将5ul蒸馏水水滴滴在铝片 上，然后用JC2000F接触角测量仪测量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测得 接触角的平均值见表1。
[0024] 利用JC2000F接触角测量仪测量其滚动角，在待测样品不同位置均匀选取五个 点，测得滚动角的平均值见表1。
[0025] 利用扫描电子显微镜（SEM)测量膜厚，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测 得的膜厚的平均值见表1。
[0026] 将制得的样品放置到温度为_10~5°C，湿度为15~35%的环境下，放置5个月后，测 量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测得接触角的平均值见表1。
[0027] 实施例3 : 一种超疏水铝表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)铝片预处理：选取纯度为99. 99%的铝，制备2cmX IcmX Imm的铝片，将其依次放入 l〇wt%洗涤剂水溶液、95%乙醇溶液和去离子水溶液中进行超声清洗，每次超声清洗时间为 20min ;然后将铝片放入电解抛光液中进行抛光处理，抛光时间控制为Smin ;然后将铝片取 出，置于干燥箱中，在80°C下烘干。
[0028] (2)阳极氧化：以预处理后的铝片为阳极，石墨棒为阴极，以浓度为0. 4M磷酸溶液 为电解液，将电解池放入恒温水槽中进行电解，电解温度为l°c，电解时间为I. 5h，电压为 130V ;电解完成后，取出铝片，将铝片放入浓度为10wt%磷酸溶液中进一步腐蚀，腐蚀时间 为2. 5h，腐蚀温度为45°C ;腐蚀完成后，将铝片用去离子水清洗干净，室温下用N2吹干。
[0029] (3)CVD蒸镀：以parylene-N为涂覆材料，用量为0. 2g，将阳极氧化后的铝片放入 派瑞林涂覆设备中，parylene-N的蒸发温度设为180°C，parylene-N高温热解的温度设置 为680°C，真空腔的真空度设置为60mTorr。 CVD蒸镀完成后，将铝片取出，在室温下干燥冷却30min，将5ul蒸馏水水滴滴在铝片 上，然后用JC2000F接触角测量仪测量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测得 接触角的平均值见表1。
[0030] 利用JC2000F接触角测量仪测量其滚动角，在待测样品不同位置均匀选取五个 点，测得滚动角的平均值见表1。
[0031] 利用扫描电子显微镜（SEM)测量膜厚，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测 得的膜厚的平均值见表1。
[0032] 将制得的样品放置到温度为_10~5°C，湿度为15~35%的环境下，放置5个月后，测 量接触角，在待测样品不同位置均匀选取五个点，测得接触角