【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金材料的，具体涉及一种超疏水铝合金及其制备方法。
技术介绍
1、铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”。统计表明：我国现有124个产业中有113个行业使用铝制品，产业关联度高达91％，因而铝产业是国民经济持续发展的重要支柱性原材料产业之一。铝合金的功能性扩展也是重点研究的一部分，其中包括超疏水性。超疏水表面是指水滴的静态接触角大于150°的表面，其中滚动角小于10°的表面为自清洁表面。自然界中有很多超疏水自清洁表面，如荷叶，一些昆虫的翅或腿，水滴不容易湿润这些表面，而且很容易滚落，同时带走表面的污物，从而达到自清洁的效果。人工超疏水表面的制备一直以来都是以模仿荷
2、叶效应作为手段，即在疏水性材料表面构造粗糙结构或对粗糙表面进行疏水性处理，衍生出很多独特的制备方法。在诸多制备超疏水表面的方法中，模板法的工艺成熟且成本相对较低，
3、主要采用纯铝的多孔阳极氧化膜作为模板，在对聚合物进行热挤压成型后构造超疏水表面。但是，此方法得到的聚合物膜由于其与基体的结合力差、施工困难等缺陷，往往难于应用到金属表面。另一种方式是通过在铝合金表面涂覆疏水涂层，从而达到超疏水的效果，但是此种方法存在涂覆层剥落，导致超疏水性丧失的缺陷。因此，提供一种能够长久保持超疏水效果，且易于施工的超疏水铝合金是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种超疏水铝合金及其制备方法，
2、技术方案：一种超疏水铝合金，包括表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材；
3、所述微米颗粒上具有孔径≤30nm的纳米孔；
4、所述铝合金基材的成分组成为：
5、si：0.05wt.%
6、cu：2.1wt.%
7、mn：0.05wt.%
8、mg：2.5wt.%
9、zr：0.14wt.%
10、余量为al。
11、进一步的，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材的质量比为（5～20）:100。
12、进一步的，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒的粒径为10～40μm，所述纳米颗粒的粒径为60～120nm。
13、进一步的，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒的制备方法如下，以重量份计：
14、步骤1：杨梅状微米颗粒的制备：取粒径为1～2cm，具有纳米孔的氮化硼颗粒，经蒸汽爆破处理后，获得杨梅状微米颗粒；
15、步骤2：取3份硅酸钠、杨梅状微米颗粒、0.6份十六烷基三甲基溴化铵和25份水，搅拌0.5-1h，调节溶液ph至9，继续搅3～4 h，静置24 h；
16、步骤3：抽滤，固体置于真空干燥箱中，在50～60℃下干燥；
17、步骤4：在600℃下煅烧5～6 h，得负载sio2的杨梅状微米颗粒；
18、步骤5：将5份负载sio2的杨梅状微米颗粒和三氯化钌水合物加入到1000份水中，在50℃下水浴加热，搅拌12h；
19、步骤6：离心洗涤后，将沉淀冻干，冻干产物置于还原性气氛中高温处理，即得表面负载纳米颗粒的微米颗粒。
20、进一步的，所述具有纳米孔的氮化硼颗粒的制备方法如下，以重量份计：取100份硼粉、13氧化铝和12氧化钇和50份无水乙醇及玛瑙球，混合球磨24 h后在80℃下干燥24 h，过筛，模压成型，放入石墨坩锅中，在氮气保护下升温至1000～1850℃，保温2h，反应过程中氮气为0.5个大气压，流量为20 ml/min，随炉冷却至室温，即得。
21、进一步的，所述蒸汽爆破处理具体为二次爆破：首次爆破：将具有纳米孔的氮化硼颗粒置于蒸汽爆破设备中进行首次蒸汽爆破处理获得爆破氮化硼颗粒，其中，水料比为1:（3～4）、蒸汽压强为10～15mpa，维压时间为200～250s；二次爆破：将爆破氮化硼颗粒进行清洗干燥后，置于蒸汽爆破设备中进行二次蒸汽爆破处理即可，其中，水料比为1:（3～4）、蒸汽压强为8～10mpa、维压时间为200～250s。
22、进一步的，所述杨梅状微米颗粒和硅酸钠的质量比为1:（0.5～1）。
23、进一步的，所述负载sio2的杨梅状微米颗粒和三氯化钌水合物的质量比为（2～5）:1。
24、进一步的，所述步骤6中高温处理为采用程序升温至400～500℃，升温速率为3～5℃/min，升温后保持时间为50～80min。
25、上述超疏水铝合金的制备方法，包括以下步骤：
26、s1：将铝合金基材进行熔融，加入表面负载纳米颗粒的微米颗粒，在转速200-300rpm下搅拌40min；
27、s2：加快搅拌速度，在转速800-1000rpm下搅拌20-30min；
28、s3：浇铸至模具中，在空气中自然冷却即得超疏水铝合金。
29、有益效果
30、本专利技术通过采用表面负载纳米颗粒的微米颗粒，将其与铝合金进行结合，在铝合金表面形成微米结构与纳米结构相结合的双重粗糙结构，这种结构能使水滴与铝合金接触面内截流大量的空气泡，形成一种复合界面，并通过与钌单原子赋予的低表面能结合，形成超疏水表面。
31、本专利技术通过将表面负载纳米颗粒的微米颗粒与铝合金混合搅拌结合形成超疏水表面，成功解决了表面疏水膜脱落造成疏水效果下降的弊端，同时还可以重熔构造，依然具有超疏水性。
32、本专利技术采用蒸汽二次爆破处理，在氮化硼颗粒表面形成大大小小的凸起，与杨梅结构类似，同时又在其表面凸起进一步负载了纳米sio2颗粒，形成纳米级的小凸起，构成具有不同等级粗糙度的双微观结构，从而产生类似于荷叶表面结构的效果，这种排列方式产生了很多的空隙，使得液滴与铝合金表面形成了截留空气泡的复合界面，达到超疏水的效果。
33、4、本专利技术还在微米颗粒上负载了钌单原子，钌单原子与微米颗粒之间能够形成强作用力，从而降低铝合金整体的表面能，并与粗糙结构协同，增强疏水效果。
34、实施方式
35、本专利技术提出了一种超疏水铝合金及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下将配合实施例来对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
36、实施例1
37、具有纳米孔的氮化硼颗粒的制备方法如下，以重量份计：取100份硼粉、13氧化铝和12氧化钇和50份无水乙醇及玛瑙球，混合球磨24 h后在80℃下干燥24 h，过筛，模压成型，放入石墨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超疏水铝合金，其特征在于，包括表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材；
2.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材的质量比为（5～20）:100。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒的粒径为10～40μm，所述纳米颗粒的粒径为60～120nm。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述具有纳米孔的氮化硼颗粒的制备方法如下，以重量份计：取100份硼粉、13氧化铝和12氧化钇和50份无水乙醇及玛瑙球，混合球磨24 h后在80℃下干燥24 h，过筛，模压成型，放入石墨坩锅中，在氮气保护下升温至1000～1850℃，保温2h，反应过程中氮气为0.5个大气压，流量为20 mL/min，随炉冷却至室温，即得。
5.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述蒸汽爆破处理具体为二次爆破：首次爆破：将具有纳米孔的氮化硼颗粒置于蒸汽爆破设备中进行首次蒸汽爆破处理获得爆破氮化硼颗粒，其中，水料比为1:（3～4）、蒸
6.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述杨梅状微米颗粒和硅酸钠的质量比为1:（0.5～1）。
7.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述负载SiO2的杨梅状微米颗粒和三氯化钌水合物的质量比为（2～5）:1。
8.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述步骤6中高温处理为采用程序升温至400～500℃，升温速率为3～5℃/min，升温后保持时间为50～80min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种超疏水铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超疏水铝合金，其特征在于，包括表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材；
2.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒和铝合金基材的质量比为（5～20）:100。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述表面负载纳米颗粒的微米颗粒的粒径为10～40μm，所述纳米颗粒的粒径为60～120nm。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述具有纳米孔的氮化硼颗粒的制备方法如下，以重量份计：取100份硼粉、13氧化铝和12氧化钇和50份无水乙醇及玛瑙球，混合球磨24 h后在80℃下干燥24 h，过筛，模压成型，放入石墨坩锅中，在氮气保护下升温至1000～1850℃，保温2h，反应过程中氮气为0.5个大气压，流量为20 ml/min，随炉冷却至室温，即得。
5.根据权利要求1所述的一种超疏水铝合金，其特征在于，所述蒸汽爆破处理具体为二次爆破：首次爆破：将具有...
【专利技术属性】
技术研发人员：华纳，顾章林，
申请(专利权)人：江苏中机恒亚轻合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。