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Al基超疏水和超滑表面的减阻和防腐性能研究

铝及铝合金由于具有密度小、比强度大以及无磁性、高导电性和导热性等特点，已被广泛应用于船舶等领域。例如可用于建造中小型舰艇，其主要目的是减轻舰艇质量、提高航速。然而，铝表面的钝化膜在海洋环境中由于大量氯离子的存在，会发生点蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀现象，这对其应用的寿命和安全性都造成了很大的影响。对金属表面进行适当处理或者修饰可以提高其表面耐蚀性，也可进一步减小航行体所受阻力，提高航速。其中超疏水表面是仿照荷叶表面微纳结构，通过捕获空气层来隔绝固相表面和腐蚀液体从而达到防腐的效果；同时由于大部分的液/固界面被液/气界面所取代可以减少航行体与水之间的摩擦阻力。但研究表明超疏水表面空气层较易溶解，使得表面丧失疏液性能，耐腐蚀性能不够持久；而后出现的超滑表面是仿照猪笼草表面，将低表面能液体注入到微纳孔隙中，形成固液复合结构，从而达到阻隔防腐的效果，同时液/液之间的摩擦力也远小于固/液之间的摩擦力，所以制备超滑表面也是实现减阻和防腐性能的另一途径。通过采用阳极氧化方法在Al表面构筑特殊的微纳米结构制备超疏水和超滑表面，可达到有效的防腐和减阻特性，从而有望应用于船舶等工程化表面。