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金属特殊润湿性表面制备及性能研究
作者：张跃忠 著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2021-12-01
ISBN：9787122398703
定价：¥98.00
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内容简介
本书对自然界存在的特殊润湿性现象进行了概述，结合国内外有关金属特殊润湿性表面的研究工作进展以及相关理论，系统阐述了金属特殊润湿性表面的设计思想、构筑策略、制备方法、研究意义及应用前景等，重点介绍了超亲水表面、超疏水表面、润湿性转换表面、双元润湿性表面和新兴润湿性表面等的相关制备方法并对所制备表面的性能进行了研究。本书具有较强的理论性和专业性，可供从事金属润湿性表面制备及性能研究等工作的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校材料、化学化工、生物工程及相关专业师生参阅。
作者简介
张跃忠，太原科技大学，副教授，中共党员，工学博士，硕士研究生导师，毕业于重庆大学化学工程学院。长期从事金属材料科学与工程方向的教学科研工作，主要研究方向为金属腐蚀、材料表面工程、金属表面特殊润湿性研究。参与国家项目1项，山西省高等学校教育创新基金、山西省青年面上基金、太原科技大学校基金各1项，主持了校级教改项目1项。研究成果发表在：Applied surface science、surface coating technology、Materials letters等期刊上，发表SCI论文18篇，其中一区2篇，第1发明人申报国家发明专利6项，已授权1项。授权实用新型专利1项，并成功转化。
目录
第1章绪论
1.1自然界中的特殊润湿性表面 002
1.1.1自然界典型超疏水表面 003
1.1.2自然界典型超亲水表面 014
1.1.3自然界典型超疏油表面 017
1.1.4自然界典型亲/疏水图案表面 021
1.2固体表面润湿性 023
1.2.1表面张力与表面能 023
1.2.2静态接触角与润湿方程 024
1.2.3动态接触角 029
1.2.4油-水-固三相体系的润湿方程 031
参考文献 033
第2章金属特殊润湿性表面
2.1具有表面特殊润湿性的金属材料 041
2.1.1块状金属材料 041
2.1.2多孔金属材料 043
2.2金属特殊湿润性表面构筑原理 044
2.2.1表面组分对润湿性的影响 044
2.2.2表面结构对润湿性的影响 045
2.2.3金属特殊润湿性表面的构筑策略 052
2.3金属特殊润湿性制备工艺 054
2.3.1化学刻蚀法 054
2.3.2化学沉积法 054
2.3.3电化学方法 055
2.3.4氧化法 057
2.3.5自组装法 059
2.3.6水热法 059
2.3.7溶胶-凝胶法 060
2.3.8其他方法 061
2.4金属特殊湿润性表面应用 062
2.4.1自清洁 062
2.4.2腐蚀防护 063
2.4.3减阻 064
2.4.4油水分离 064
2.4.5抗结冰 066
2.4.6微型设备 067
2.4.7微流体传输 068
2.4.8其他应用 068
参考文献 069
第3章金属超亲水表面
3.12024铝合金超亲水表面 079
3.1.1样品制备 079
3.1.2润湿性能表征 080
3.1.3表面形貌表征 080
3.1.4表面组分表征 080
3.2AZ61镁合金超亲水表面 084
3.2.1样品制备 084
3.2.2润湿性能表征 084
3.2.3表面形貌表征 085
3.2.4表面组分表征 085
3.3铜超亲水表面 089
3.3.1样品制备 089
3.3.2润湿性能表征 089
3.3.3表面形貌表征 089
3.3.4表面组分表征 091
3.4水热反应机理及超亲水机理研究 094
3.4.1水热反应机理研究 094
3.4.2超亲水机理研究 094
3.5小结 095
参考文献 095
第4章金属超疏水表面
4.1AZ61镁合金超疏水表面 100
4.1.1样品制备 100
4.1.2润湿性能表征 101
4.1.3表面形貌表征 102
4.1.4表面组分表征 103
4.1.5防护性能研究 106
4.1.6机理研究 108
4.1.7小结 109
4.2锌超疏水表面 110
4.2.1样品制备 111
4.2.2润湿性能表征 111
4.2.3表面形貌表征 112
4.2.4表面组分表征 113
4.2.5成膜机理研究 116
4.2.6防护性能研究 117
4.2.7小结 121
4.32024铝合金超疏水表面 122
4.3.1样品制备 122
4.3.2润湿性能表征 123
4.3.3表面形貌表征 125
4.3.4表面组分表征 126
4.3.5防护性能研究 129
4.3.6耐久性能研究 130
4.3.7成膜机理研究 133
4.3.8耐久机理研究 135
4.3.9小结 137
参考文献 138
第5章金属润湿性转化表面
5.1AZ31镁合金润湿性转化表面 146
5.1.1样品制备 146
5.1.2润湿性能表征 147
5.1.3表面形貌表征 148
5.1.4表面组分表征 150
5.1.5小结 152
5.27075铝合金润湿性转化表面 153
5.2.1样品制备 153
5.2.2润湿性能表征 153
5.2.3表面形貌表征 155
5.2.4表面组分表征 157
5.2.5润湿性可逆转换机理研究 160
5.2.6小结 160
5.32024铝合金润湿性转换表面 161
5.3.1样品制备 161
5.3.2润湿性能表征 162
5.3.3表面形貌表征 163
5.3.4表面组分表征 164
5.3.5防护性能研究 166
5.3.6自清洁性能研究 166
5.3.7润湿性可逆转换机理研究 168
5.3.8小结 168
5.4金属智能润湿性转换表面 169
5.4.1光响应 170
5.4.2pH响应 171
5.4.3热响应 173
5.4.4离子交换响应 173
5.4.5焓刺激 174
5.4.6其他 175
参考文献 175
第6章金属双元润湿性表面
6.1超疏水-超亲油不锈钢网表面 179
6.1.1样品制备 180
6.1.2表面形貌表征 180
6.1.3表面组分表征 182
6.1.4润湿性能研究 184
6.1.5耐久性能研究 185
6.1.6油水分离性能及机理研究 186
6.2超亲水-水下超疏油不锈钢网表面 189
6.2.1样品制备 190
6.2.2表面形貌表征 191
6.2.3表面组分表征 193
6.2.4润湿性能研究 194
6.2.5油水分离性能研究 197
6.2.6油水分离机理研究 200
参考文献 201
第7章新兴润湿性表面
7.1梯度润湿性表面 208
7.1.1梯度润湿性表面及制备方法 208
7.1.2梯度润湿性表面的应用 214
7.2图案化润湿性表面 220
7.2.1图案化润湿性表面及制备方法 220
7.2.2图案化润湿性表面的应用 227
7.3Janus润湿性表面 232
参考文献 233
附录
附录1液体的表面张力(20 ℃) 240
附录2化学名词 240
1.1自然界中的特殊润湿性表面 002
1.1.1自然界典型超疏水表面 003
1.1.2自然界典型超亲水表面 014
1.1.3自然界典型超疏油表面 017
1.1.4自然界典型亲/疏水图案表面 021
1.2固体表面润湿性 023
1.2.1表面张力与表面能 023
1.2.2静态接触角与润湿方程 024
1.2.3动态接触角 029
1.2.4油-水-固三相体系的润湿方程 031
参考文献 033
第2章金属特殊润湿性表面
2.1具有表面特殊润湿性的金属材料 041
2.1.1块状金属材料 041
2.1.2多孔金属材料 043
2.2金属特殊湿润性表面构筑原理 044
2.2.1表面组分对润湿性的影响 044
2.2.2表面结构对润湿性的影响 045
2.2.3金属特殊润湿性表面的构筑策略 052
2.3金属特殊润湿性制备工艺 054
2.3.1化学刻蚀法 054
2.3.2化学沉积法 054
2.3.3电化学方法 055
2.3.4氧化法 057
2.3.5自组装法 059
2.3.6水热法 059
2.3.7溶胶-凝胶法 060
2.3.8其他方法 061
2.4金属特殊湿润性表面应用 062
2.4.1自清洁 062
2.4.2腐蚀防护 063
2.4.3减阻 064
2.4.4油水分离 064
2.4.5抗结冰 066
2.4.6微型设备 067
2.4.7微流体传输 068
2.4.8其他应用 068
参考文献 069
第3章金属超亲水表面
3.12024铝合金超亲水表面 079
3.1.1样品制备 079
3.1.2润湿性能表征 080
3.1.3表面形貌表征 080
3.1.4表面组分表征 080
3.2AZ61镁合金超亲水表面 084
3.2.1样品制备 084
3.2.2润湿性能表征 084
3.2.3表面形貌表征 085
3.2.4表面组分表征 085
3.3铜超亲水表面 089
3.3.1样品制备 089
3.3.2润湿性能表征 089
3.3.3表面形貌表征 089
3.3.4表面组分表征 091
3.4水热反应机理及超亲水机理研究 094
3.4.1水热反应机理研究 094
3.4.2超亲水机理研究 094
3.5小结 095
参考文献 095
第4章金属超疏水表面
4.1AZ61镁合金超疏水表面 100
4.1.1样品制备 100
4.1.2润湿性能表征 101
4.1.3表面形貌表征 102
4.1.4表面组分表征 103
4.1.5防护性能研究 106
4.1.6机理研究 108
4.1.7小结 109
4.2锌超疏水表面 110
4.2.1样品制备 111
4.2.2润湿性能表征 111
4.2.3表面形貌表征 112
4.2.4表面组分表征 113
4.2.5成膜机理研究 116
4.2.6防护性能研究 117
4.2.7小结 121
4.32024铝合金超疏水表面 122
4.3.1样品制备 122
4.3.2润湿性能表征 123
4.3.3表面形貌表征 125
4.3.4表面组分表征 126
4.3.5防护性能研究 129
4.3.6耐久性能研究 130
4.3.7成膜机理研究 133
4.3.8耐久机理研究 135
4.3.9小结 137
参考文献 138
第5章金属润湿性转化表面
5.1AZ31镁合金润湿性转化表面 146
5.1.1样品制备 146
5.1.2润湿性能表征 147
5.1.3表面形貌表征 148
5.1.4表面组分表征 150
5.1.5小结 152
5.27075铝合金润湿性转化表面 153
5.2.1样品制备 153
5.2.2润湿性能表征 153
5.2.3表面形貌表征 155
5.2.4表面组分表征 157
5.2.5润湿性可逆转换机理研究 160
5.2.6小结 160
5.32024铝合金润湿性转换表面 161
5.3.1样品制备 161
5.3.2润湿性能表征 162
5.3.3表面形貌表征 163
5.3.4表面组分表征 164
5.3.5防护性能研究 166
5.3.6自清洁性能研究 166
5.3.7润湿性可逆转换机理研究 168
5.3.8小结 168
5.4金属智能润湿性转换表面 169
5.4.1光响应 170
5.4.2pH响应 171
5.4.3热响应 173
5.4.4离子交换响应 173
5.4.5焓刺激 174
5.4.6其他 175
参考文献 175
第6章金属双元润湿性表面
6.1超疏水-超亲油不锈钢网表面 179
6.1.1样品制备 180
6.1.2表面形貌表征 180
6.1.3表面组分表征 182
6.1.4润湿性能研究 184
6.1.5耐久性能研究 185
6.1.6油水分离性能及机理研究 186
6.2超亲水-水下超疏油不锈钢网表面 189
6.2.1样品制备 190
6.2.2表面形貌表征 191
6.2.3表面组分表征 193
6.2.4润湿性能研究 194
6.2.5油水分离性能研究 197
6.2.6油水分离机理研究 200
参考文献 201
第7章新兴润湿性表面
7.1梯度润湿性表面 208
7.1.1梯度润湿性表面及制备方法 208
7.1.2梯度润湿性表面的应用 214
7.2图案化润湿性表面 220
7.2.1图案化润湿性表面及制备方法 220
7.2.2图案化润湿性表面的应用 227
7.3Janus润湿性表面 232
参考文献 233
附录
附录1液体的表面张力(20 ℃) 240
附录2化学名词 240
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