一種碳化硅納米線疏水涂層及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種碳化硅納米線疏水涂層及其制備方法，其特征在于，所述的碳化硅納米線疏水涂層由直徑為30?100nm的碳化硅納米線組成，厚度為0.5?1.0mm，疏水角為150°；利用先驅體聚碳硅烷粉末1100?1200℃熱解、在基體上沉積得到碳化硅納米線疏水涂層。本發明專利技術通過一步法在基體上制備得到碳化硅納米線疏水涂層，制備工藝簡單，該碳化硅納米線疏水涂層具有超疏水、自清潔、超輕超薄的優點且可以在腐蝕性等苛刻的環境中長時間應用。

A hydrophobic coating of silicon carbide nanowires and its preparation method

The invention discloses a hydrophobic coating of silicon carbide nanowires and a preparation method thereof, which is characterized in that the hydrophobic coating of silicon carbide nanowires is composed of silicon carbide nanowires with a diameter of 30 to 100 nm, a thickness of 0.5 to 1.0 mm, and a hydrophobic angle of 150 degrees; and the hydrophobic coating of silicon carbide nanowires is obtained by pyrolysis of precursor Polycarbosilane powder at 1100 to 1200 degrees Celsius and deposition on the substrate. The silicon carbide nanowire hydrophobic coating is prepared on the substrate by one-step method, and the preparation process is simple. The silicon carbide nanowire hydrophobic coating has the advantages of superhydrophobic, self-cleaning, ultra-light and ultra-thin, and can be used in harsh environments such as corrosion for a long time.

【技術實現步驟摘要】
一種碳化硅納米線疏水涂層及其制備方法
本專利技術屬于納米材料制備
，具體涉及一種碳化硅納米線疏水涂層及其制備方法。
技術介紹
超疏水涂層憑借其表面特殊的浸潤性和較低的表面能，具有抗冰、防污損、隱身、油水分離等多功能綜合性能，這決定了超疏水涂層材料無論在國防重工業、還是在日常輕工業以及日常生活等方面都具有良好的應用潛力以及必要的研究空間。尤其是在航空航天材料領域，超疏水涂層更加具有發展潛力。超疏水涂層的自清潔性能可以通過液體的流動帶走飛機表面的污染物，可以從一定程度上減輕飛機的自重，減少燃料的攜帶與使用，提高安全系數，進而達到節能減排降低能耗的效果，同時可以降低定時清洗飛機外殼的人力物力勞動成本；在高空中行駛的航空航天機械長期處于較為潮濕的環境中，進入發動機的燃料或多或少會摻入水蒸氣，所以對燃料進行有效的油水分離非常關鍵，這會提高發動機的工作效率，同時可延長發動機的使用壽命，進而提高航空航天機械作業的安全性。隨著科技水平的提高和加工工藝的發展，雖然出現了許多超疏水表面的加工方法，但其本質都是通過降低固體表面的表面能和增加固體表面的粗糙度(即在微納米結構表面上生成一層低表面能的物質)來實現疏水性質的目的。如授權公開號CN102527613A的中國專利技術專利公開了一種微納米低表面疏水型復合防垢涂層的液相沉積-浸漬制備方法，它包括以下步驟：(a)將待沉積的不銹鋼基底進行打磨、拋光和清洗；(b)用稀酸超聲處理不銹鋼基底使不銹鋼基底表面形成粗糙結構層，用蒸餾水沖洗干凈，室溫晾干；(c)將表面具有粗糙結構層的不銹鋼基底置于處于20-80℃的恒溫水浴中的混合溶液中沉積制備基片；(e)將晾干的基片放入N2保護的電阻爐中進行燒結，燒結完成后降至常溫取出；(f)將具有TiO2涂層的基片浸漬于質量濃度為0.1％-3％的氟硅烷疏水溶液中，取出后放入溫度為100-200℃的烘箱中烘干。但是這種化學改性的疏水涂層與基體結合不牢固，難以應用在耐腐蝕等苛刻環境中應用。申請公開號CN106009791A的中國專利技術專利公開了一種超親水顆粒雜化的超疏水涂層及其制備方法，基片依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗15min，去除表面的油污和粉塵；接著，用無水乙醇淋洗，冷風吹干，備用；對納米SiO2溶膠進行氟硅烷改性，獲得超疏水涂層噴涂溶液，將超親水性的單分散球式納米SiO2溶液、硅微粉、玻璃微珠分別加入到上述超疏水涂層噴涂溶液中，攪拌均勻，噴涂在基片上，固化后得到超親水顆粒雜化的超疏水涂層。這種方法未使用燒結技術，得到的涂層較厚，易于開裂，而且制備方法較復雜。因此，制備一種超疏水、自清潔、超輕超薄且可以在腐蝕性及苛刻環境中應用的疏水涂層迫在眉睫。創新點：利用先驅體低溫熱解工藝一步直接得到碳化硅納米線疏水涂層，工藝過程簡單，此涂層具有超疏水、自清潔、超輕超薄的優點且可以在腐蝕性等苛刻的環境中長時間應用。
技術實現思路
專利技術目的：本專利技術的目的在于提供一種耐腐蝕的，具有超疏水、自清潔、超輕超薄優點的碳化硅納米線疏水涂層及其制備方法。本專利技術所述的碳化硅納米線疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：(1)將基體依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗10min，去除表面的粉塵，氮氣吹干待用；(2)將0.8-1.2g聚碳硅烷研磨成粉末，放置于100℃烘箱加熱3h，烘干備用；(3)將(2)中的聚碳硅烷均勻置于陶瓷坩堝中，將陶瓷坩堝放置于管式爐的高溫區，將基體放置于管式爐中尾部；將管式爐抽真空，通入氬氣，保證管式爐中為常壓，之后將管式爐以5-10℃/min升至1100-1200℃，保溫2-3h，之后隨爐冷卻至室溫，打開管式爐在基體上制備了碳化硅納米線疏水涂層。本專利技術一種碳化硅納米線疏水涂層的制備方法，包括以下有益效果：本專利技術通過一步法在基體上制備了碳化硅納米線疏水涂層，此涂層具有超疏水、自清潔、超輕超薄的優點且可以在腐蝕性等苛刻的環境中長時間應用。附圖說明圖1為碳化硅納米線疏水涂層疏水角示意圖圖2為碳化硅納米線疏水涂層SEM圖具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步說明。實施例1(1)將基體依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗10min，去除表面的粉塵，氮氣吹干待用；(2)將1.2g聚碳硅烷研磨成粉末，放置于100℃烘箱加熱3h，烘干備用；(3)將(2)中的聚碳硅烷均勻置于陶瓷坩堝中，將陶瓷坩堝放置于管式爐的高溫區，將基體放置于管式爐中尾部；將管式爐抽真空，通入氬氣，保證管式爐中為常壓，之后將管式爐以10℃/min升至1200℃，保溫2h，之后隨爐冷卻至室溫，打開管式爐在基體上制備了碳化硅納米線疏水涂層。實施例2(1)將基體依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗10min，去除表面的粉塵，氮氣吹干待用；(2)將0.8g聚碳硅烷研磨成粉末，放置于100℃烘箱加熱3h，烘干備用；(3)將(2)中的聚碳硅烷均勻置于陶瓷坩堝中，將陶瓷坩堝放置于管式爐的高溫區，將基體放置于管式爐中尾部；將管式爐抽真空，通入氬氣，保證管式爐中為常壓，之后將管式爐以5℃/min升至1100℃，保溫2.5h，之后隨爐冷卻至室溫，打開管式爐在基體上制備了碳化硅納米線疏水涂層。實施例3(1)將基體依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗10min，去除表面的粉塵，氮氣吹干待用；(2)將1.0g聚碳硅烷研磨成粉末，放置于100℃烘箱加熱3h，烘干備用；(3)將(2)中的聚碳硅烷均勻置于陶瓷坩堝中，將陶瓷坩堝放置于管式爐的高溫區，將基體放置于管式爐中尾部；將管式爐抽真空，通入氬氣，保證管式爐中為常壓，之后將管式爐以8℃/min升至1150℃，保溫3h，之后隨爐冷卻至室溫，打開管式爐在基體上制備了碳化硅納米線疏水涂層。對實施例1得到的碳化硅納米線疏水涂層進行表征，試驗測試結果如圖1-2所示，圖1為碳化硅納米線疏水涂層疏水角示意圖，由此圖可以得出涂層的疏水角為150°；圖2為碳化硅納米線疏水涂層SEM圖片，從圖中可以看出碳化硅納米線具有較大長徑比，直徑為30-100nm，比較致密。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種碳化硅納米線疏水涂層，其特征在于，涂層由直徑為30?100nm的碳化硅納米線組成，厚度為0.5?1.0mm，涂層疏水角為150°。

【技術特征摘要】
1.一種碳化硅納米線疏水涂層，其特征在于，涂層由直徑為30-100nm的碳化硅納米線組成，厚度為0.5-1.0mm，涂層疏水角為150°。2.一種碳化硅納米線疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將基體依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗10min，去除表面的粉塵，氮氣吹干待用；(2)將0.8-1.2g聚碳硅烷研磨成粉末，放置于100℃烘箱加熱3h，烘干備用；(3)將...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李斌斌，毛幫笑，黃海泉，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32