49-58(1397)35سطحعلوم و مهنذسی

بز روی آلیبص آلومینیوم به روش نبنو سبختبر ایجبد سطوح ابزآبگزیش

شیمیبیی اچسبده

علی داودیاحسبن خواجویبن، ، محمذرضب عطبر شبسطی كؼشی، داـب فشدػی ـذ –ش ذػی اد

(19/02/97پذیزش مقبله: -10/02/96)دریبفت مقبله:

چكیذه

ػبخشبس -ػبد و ضی ثشای ایؼبد ػغح یىشا، جشىشدظؾ حبضش، یه سؽ دس شیض ثش ب ثشآث ثذ لشف ثشق آیی سی آیبط ا

شیض ػغح سی ثش لغش آة صای سبع. دیـبد ؿذ ثشآث وه بی ایؼبد ؿذ دس ػغح ثبصثشی -یشی ؿذ. یىش اذاص 1/167° ؿذ ایؼبد ا

ىششی یىشػىح ی ا بی وشثی ـخق ر شفز حضس سشویجبر ثب صؼیشكس EDSسػظ آبیض ػغح ؿییبیی ـبذ شدیذ. آبیض سثـ

یض سبع صای سی ثش اؽ صب سأطیش. شدیذ ؿذ ایؼبد اثشآثشیض ػغح دسكذ 97 حبػج شدیذ و .دلیم اذاص یشی ؿذ 4ثشسػی ثششی صب

سـىی ؿذ اػزا سبع دس آة لغش ثب و شیض ػغح ػبخز اص دغ و داد ـب دلاسیضاػی دشبؼیدیبیه خسدی سؼز. ػز، اص ا ثشآث ثش ا

ط آیی، سی µA/cm خسدی اص ػشیب آیب2µA/cmث 4/1

2ش افضایؾ د ثشاثشی ػىشد آ اػزی وبؾ 7/0 خبكیز .یبثذ و ثیب

شیض ػغح خدسیضؿذی .داساػز سا بیؼبر اوظش دفغ سابیی ؿذ ایؼبد ػغح و شدیذ چی ـبذ ؿذ. ثشسػی آذ دػز ث اثشآث

ش :هبی کلیذیواصه .یخسد یضؿذی،مش ث كشف، خدسؿییبیی، اؽ ،ییآ یبطبػبخشبس، آ یض،اثشآث

Preparation of Nano-structure Superhydrophobic

Surfaces on Aluminum Alloy by Simple Immersion

Chemical Etching Method Mohammad Reza attar, Ehsan Khajaviyan, Ali Davoodi

Materials and Metallurgical Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad (Received 30 April 2017, accepted 9 May 2018)

Abstract

In the present research, a novel simple cost-effective powerless method for fabricat ion of micro-nano structured

superhydrophobic surface on aluminum alloy has been suggested. A contact angle of 167.1 º was measured for

water drop on superhydrophobic surface. Micro-nano roughness feature was observed by SEM images on the

surface and chemical analysis of the surface revealed by EDS and showed the presence of carbon chains on the

surface. The effect of etching time on water contact angle value was investigated an d the optimum etching time

of 4 min was reported. It was estimated that 97% of surface are contacted with air in aqueous solution.

Potentiodynamic polarizat ion test showed that the corrosion current density has been decreased on

superhydrophobic surface from 1.4 to 0.7 µA/cm2 in compared with normal polished Al alloy surface. Th is

indicates that the alloy lifet ime has been increased two folds. Furthermore, self-clean ing character and repulsion

capability of the surface against various common liquids was investigated experimentally. Keywords: Superhydrophobic, Al 2024; Chemical Etching, Self-cleaning; Corrosion, Nano structure, cost-effective method. E-mail of Corresponding author: a.davodi@um.ac.ir.

(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،آلیبص آلومینیوم به روش سبده ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز رویو همكبران، عطبر 50

مقذمه

بی اخیش اػشفبد اص ػغح اثشآثشیض ث ػجت دس ػب

خاف حلش ث فشدؿب ثؼیبس سد سػ حممب لشاس

. اص ػ خاف حلش ث فشد ػغح >2, 1=شفش اػز

یضار >3=سا ث ػغح ضذ آةآثشیض ی ، دؿؾ سؼ

، >6=، ضذ یخ صدی ثشف>5=، ضذ خسدی>4=دسیبیی

>10-8= وبؾ ضشیت اكغىبن >7=خدسیضؿذی

شیض ػغحی بیذ ی اؿبس وشد. ؿذ و ػغح اثشآث

ی سش لشی لغش آة ثش سی آب لشاس ی یشذ، صا

شـش اص ی 150°ؿذی، ثی ػشخسدی آ اص ثبؿذ صا

اثشآثشیضی اثشذا دس عجیؼز دس . دذیذ>11=وشش ثبؿذ °10

>12=ثشي یب سع ـبذ شدیذ . داـذا ثب غبؼ

ثش سی خاف ای یب سا ذ ثشای سػی ای دذیذ ؼش

ب یوذ. اص ػ ای سئسیبیی سا غشح سئسی سا ث

. ثش اػبع ای سئسی >13=ثىؼشش اؿبس وشد -سئسی وبػی

ی سبع ثی لغش آة ػغح اثشآثشیض ث صثشی ػغح صا

ا دس حفشار اشطی ػغح ثؼشی داسد. ثش ای اػبع،

ه یه ػغح ثب اشطی افشذ ث وػغح صثش ث دا ی

شیض سػیذػغحی دبیی ی . >14=سا ث ػغح اثشآث اص ػ

و ثشای سػیذ ث ػغبیی و سبسا ح اثشآثشیض اػشفبد

>15=دی ؿییبییبی سػةسا ث سؽی ،ؿذ

یبیی یبیی دس حیظ، >16=اىششؿی بی اػیذی اؽ ؿی

>19=دی اىششفسسیهة، سػ>18, 17=ثبصی

>20=ط -ػ ی آیبط بی آ اؿبس وشد. اص عشفی آی

خاف فیضیىی ىبیىی حلش ث فشدؿب بذ ث ػجت

ای صیبد، چبی و، سػببیی حشاسسی اىششیىی ثبلا، فشا

ث ص ثبلا مب ز ثبلا دس ثشاثش خسدی، ؼجز اػشحىب

بی خشفی دس كبیغ افضب، دسیبیی، اىششیىی، وبسثشد

ی ... داسذ ، آیبط>21=ػبخشب 2000بی ػشی . دس ای ثی

ب دس ثی >22=ای دس كبیغ افضب داسذوبسثشد ؼششد ا

سشی آیبطبی آیی دس آیبطبی آیی یىی اص ضؼیف

ذ سدی ؼش ثش سی ثجد اص آؼب و وشش ثشاثش خ

بم ز خسدی ای ػشی آیبط، اص عشیك آثشیض وشد

كسر شفش اػز،غبؼ ػغح آ ش ب سلی ث

ش 2024آیبط آیی یض ثش سی ػبخز ػغح اثشآث

د مب ظسث ثج ز ث خسدی آ شفز. دس ثی

سؽ ی اد ا بی روش ؿذ ـىلاسی اص لجی اػشفبد اص

اضبفی ث سؼیضار دیـشفششا لیز، یبص بذ دػشب

یه دسشیؼ ػذ سابیی ثشای سیذ دس میبع ششاػ ا

، سی ب ثب اػشفبد اص سؽ كؼشی ػد داسد. دس ای مب

ػبد ی یبیی ث اؽ ؿی ػبصی آ دس ػی حب ثذ

ی ثب یضار دیـشفش ثذ لشف ثشق، چ اػشفبد اص سؼ

ی ثؼیبس اسصا لیز، ساؼز بی دس اػ اد ا شفبد اص

شش ثشای كؼشی ؿذ ػبخز ای ػغحػز سابیی ثیـ

ثشداسد.

مواد و روش تحقیق

مواد اولیه

اث ییشش 2 ضخبز ثب 2024 آیی آیبط سق صیش ؼ

اػشئبسیه اػیذ، وشیذسیه .شفز لشاس اػشفبد سد لای،

.ؿذ اػشفبد آصبیؾ دس یض دییض آة اسب اػیذ،

یببی به سطوح ابزآبگزیشدست

اثشذا 5/1×5/1×2/0 اثؼبد دس 2024 آیی آیبط بی

1000 800 ، 400 بیػجبد ثب سشسیت ث شش،ػبشی

.ؿذذ دیؾ دس ؿذ ؿؼشـ اى مغش آة ثب ب

ح دس آیی بی آیبط ػذغ. ؿذذ خـه ا

4 ذر ثشای( 1:1 حؼی ؼجز ث) اػیذ یذسوشیه آثی

ؿؼشـیاص دغ. لشاس شفشذ اؽسد ػیبر دلیم

وب وشد خـه مغش آة ثب یبفش اؽ بی

سـىی اضبفی سػثبر ثشد ثی اص ثشای ،یبفش اؽ بی

،اؽ شح دس ؿذ ث)آة اسب ح دس ب

ثب وب ؿؼشـی اص ثؼذ. ؿؼش ؿذذ( 1:1 حؼی ؼجز

اػیذ اػشئبسیه لاس 005/0 ح دس ب مغش، آة

دس. ؿذذ داد لشاس اسبق دبی دس ػبػز 1 ذر ثشای اسب

51(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهعطبر و همكبران،

بیز خـه اسبق دبی دس ؿذ خبسع ح اص ب

. ؿذذ

مشخصه یببی

بی آة اص ثشداسی اص لغشآصبیؾ ثشای ػىغ دس ای

ثشای حبػج (AnyWay,500x)یىشػىح دیؼیشب

ی سبع لغش صا ش افضاسب ثب ػغح ب اص

Solidwork 2015 ب اػشفبد ؿذ. سفطی ػغح

سثـی یىشػىح اىششی ػیث

(SEM/EDS,PHENOM,Prox model) دیذ. ـبذ ش

آبیض یبیی ػغح ػغحی ثشسػی ؿی ب یض حی

ای اؼب ؿذ. ثش EDSثشداسی اىششی ثب آبیض ػىغ

ثشسػی مبز ث خسدی ب اص آصبیؾ دلاسیضاػی

ؿذ. دشبؼیدیبیه اػشفبد

نتبیج و بحث

مورفولوصی سطحی

ششی ػىح اىب و ثب یىشسفطی ػغحی

ـب داد ؿذ اػز. 1، دس ؿىثشداسی ؿذسلیش

ی ثؼذ اص دذ اف( ـب 1ؿى ػغح آیبط آی

فضی وذ ؿى رسار ثی ػیبر دیؾ اػز. دس ای

ؿذ اص ػغح آیبط آیی خغط شثع و دس حی

ة( 1شدد. ؿىلاحظ ی ،ر دیؾ ایؼبد ؿذػیب

سلیش یی ثؼذ اص آیبط یىشػىح اىششی آی

دلیم سا ـب 4دس یذسوشیه اػیذ ث ذر اؽػیبر

دذ. دس ای سلیش صثشی ػغح دس اثؼبد یىش و دس ی

ی ثسی ػغح آیبط آی اؽحی ػیبر ػد آذ

ػغح آیبط دذ ح( ـب 1شدد. ؿىاػز ـبذ ی

یبر یبفش اؽیی آ دس ح آة ؿؼشـثؼذ اص ػ

د ؿدذ. ب عس و ـبذ یاسب سا ـب ی

شح ػد آذ ثد، سػثبر اضبفی و دس حی ی اؽ ث

سذ. دس میبع بوشػىدی، ی ح ؿذ ث وی اص ثی

ی و دس شحسیشی یبط آی ػد آذث اؽ ػغح آ

ػغح آیبط ثد، دس ای شح ث عس وب ثشعشف ؿذ

سلیش یىشػىح د( 1ؿد. ؿىسش یآیی سؿ

آیبط آییی اثشآثشیض ثؼذ اص غع سی اىششی

بـ یدس اػ دذ. شئبسیه اػیذ سا ب عس و دس ای

ثب بی ػغحی اػشئبسیه اػیذسلیش ـخق اػز، صثشی

ی سػة وشدسـىی بػبخشبسب سی ػغح آیبط آی

حجغ ؿذ بی ػغحیای بػبخشبسا دس ثی اػز. و

آیی ػب اكی اثشآثشیضی ػغح آیبط ای

.>23, 17=اػز

ی بی آیبط سلبیش یىشػىح اىششی س .1شكل ثـ

شیض .آیی: اف(دیؾ ؿذ، ة(اؽ یبفش، ح(سیض ؿذ، ر( اثشآث

تزکیب شیمیبیی سطح

یبط یبیی ػغح آ یض ثشای سـخیق سشویت ؿی ی آب آی

EDS 2ذ. ؿىشفش ؿ بی آبیض ػلشی ػغحی

شبیغ دذ. یؾ ؿذ اثشآثشیض سا ـب یآیی د آیبط

. ب عس و آسد ؿذ اػز 1ای آبیض دس ػذ

ی ـخق اػز دس ، غ دیؾ ؿذ ػبكش آی

سشویتدذ ی یضی اذاص یشی ؿذ و ـبمذاس

، اؽاػز. ثؼذ اص ػیبر 2024ؿییبیی آیبط آیی

غع سی دس ح دس ح آة اسب ؿؼشـ

(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهو همكبران، عطبر 52

دسكذ دس 9/4ث مذاس ، ػد ػلش وشثسیه اػیذاػشئب

شیض ـبذ ی اثشآث ؿد و ـأ ػغح اكی آ

سـىی ب ػبخشبسب دس ػغح آیبط آیی سـىی ب

, 17, 10=سػثبر اػشئبسیه اػیذ اػشئبسار آیی اػز

چی ػلش .>24, 23 یض دس شیض اوؼیظ ی اثشآث

بی اوؼیذی فضی ؿد و بؿی اص سـىی فیلاحظ ی

وؼیظ دس سشویت اػشئبسیه ثش سی ػغح چی ػد ا

.اػزاػیذ

بی آیبط آییی: اف(دیؾ EDSآبیض ػلشی .2شكل

شیض .ؿذ، ة(اثشآث

شیض دسكذ ػبكش ػد .1جذول دس بی دیؾ ؿذ اثش آث

.EDSش وذا حبك اص آبیض

تز شونذگی بز ساویه اچتأثیز سمبن

بی ؿد سخخاف( ـبذ ی 1بغس و دس ؿى

ا ثی ػغح سـىی ؿذ ثش سی ػغح ثبػض حجغ ؿذ

اثشآثشیض آة ی ی ػب بغ سش ؿذ ؿد

ؿد. ثبثشای صثشی ػغح ایز ثبلایی ػغح سػظ آة ی

شیض داسد. ث ی دی سأطیش دس ػبخز ػغح اثشآث صب

ی سش ؿذی ث اؽ ظس سػیذ ث صثشی ثش سی صا

سأطیش ـب دذ 3شفز. ؿى غة سد ثشسػی لشاس

ی اؽصب یبر ثش صا ثب آة ؿؼشـ سشؿذی ثؼذ اص ػ

ػبػزسی دس اػشئبسیه اػیذ ث ذر یه اسب غع

ص ا اؽؿد ثب افضایؾ صب اػز. ب عس و ـبذ ی

ی سش ذی اص یه دلیم ث چبس دلیم صا 3/84°ؿ

یبثذ و ای ث دی افضایؾ صثشی ػغح یؾ یافضا 1/167°ث

4بی وشش اص . دس صباػز اؽدس شح دلیم ػغح ث

شیؼ صثشی ؿد دسی اؽكسر وب یىاخز

ی سش ؿذی سا ث ذ صا یایؼبد ؿذ ث مذاسی و ثشا ضا

زا چؼجذی ثی ػغح یؼز،لبث سػی افضایؾ دذ،

ی ػش خسدی ثیؾ اص . اػز 80°لغش آة صیبد ثد صا

ی سبع ثبلا ث اؽثششی صب س دػز یبفش ث صا ظ

ی شیؼ دػز صا یبثی ث ػغح ػشخسدی دبیی دس

یم حبػج ؿذ. دس ای حبز دلی 4اثشآثشیض غة، صا

ی ػش 1/167°سبع لغش ػغح آیبط آیی صا

یشی ؿذ. 3°خسدی اذاص

داس سأطیش صب اؽ دس یذسوشیه اػیذ ثش سی صای ی سش . 3شكل

.ؿذی آیبط آیی

ثوش

(wt)%

یضی

(wt)%

غ

(wt)%

اوؼیظ

(wt)%

آیی

(wt)%

ی یآآیبط 1/94 - 8/3 1/2 -

دیؾ ؿذ

آیی آیبط 1/79 4/9 9/4 7/1 9/4

شی ضاثشآث

53(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهعطبر و همكبران،

تئوری ایجبد سطح ابزآبگزیش

ؿذی لغش آة اػز. ـب دذ سفشبس سش 4ؿى

آیی دیؾ آة ثش سی ػغح آیبط شاف( لغ 4ؿى

ی سشؿذ سا ـب ی ؿذی دس ای حبز دذ و صا

ی ثی لغش آة وـؾ ػغح حبػج حبػج ؿذ. ثشای °80

، مذاسی اص ددس اػشئبسیه اػیذ )ثب دبی اػشئبسیه اػیذ

ای كبف سیخش ( سا رة سی ػغح ؿیـC60°رة

ذ لغشئبسیدغ اص اؼبد اػش آة ه اػیذ، آ سا ثششدا

ی سش ثش سی آ لشاس داد ؿذ ؿذی ثی ػغح كبف صا

4اػشئبسیه اػیذ آة حبػج شدیذ )ؿى ة(. ثش ای

ی سشؿذی حذد -. ؿى>25=حبػج ؿذ 80°اػبع صا

آة ـب دذ لغش ة( ث سشسیت 4اف( ؿى 4بی

آیی اػشئبسیه اػیذ ؼشذ ثش سی ػغح كبف آیبط

سبع اص ؼبد یب دیشی ث دی كبفی ػغح

آة ثش سی ح( سلیش ؿبسیه لغش 4. ؿى>26=وذی

یب سجؼیز و اص ؼبد دذیه ػغح كبف سا ـب ی

وذ: ی

(1) γsv = γsl + γlv ⋅ cosθ

وـؾ γslوـؾ ػغحی ثی فبص ػبذ ا، γsvو

وـؾ ػغحی ثی فبص γlvػغحی ثی فبص ػبذ بیغ،

ی θبیغ ا سش ؿذی اػز. ثب سػ ث یض صا

ا مذاس وـؾ ػغحی ثی اػشئبسیه اػیذ

(Dynes/cm22;γsv )=27< ا وـؾ ػغحی ثی آة

(Dynes/cm78;γlv )=28< ی ی ثب ػبیز ث صا چ

، اشطی (θ;80°ؿذی ثی اػشئبسیه اػیذ آة )سش

( Dynes/cm5/8;γslػغحی ثی اػشئبسیه اػیذ آة )

ب بی .ؿدحبػج ی و اػشئبسیه اػیذ ثب ایؼبد ا

بششی سـىی بػبخشبس ثش سفطی صثش دس اثؼبد

سػة ی ی سش ؿذی سی ػغح آیبط آیی وذ، صا

یش ؿبسیه ر(. سل 4یبثذ )ؿىافضایؾ ی 1/167°ث

شیض آیبط سفطی ػغحی آیی و دس اثشآث

اػز. 4سبع ثب آة اػز، دس ؿى ؿذ داد ص( ـب

ی آة ثش سی: اف(آیبط آیی دیؾ ؿذ، بیؾ لغش .4شكل

ػغح كبف، ی آة ثش سیئبسیه اػیذ، ح(سلیش ؿبسیه لغشة(اػش

شیض آیبط آیی، ص( سلیش ر(لغش ی آة ثش سی ػغح اثشآث

شیضؿبسیه لغش .ی آة ثش سی ػغح اثشآث

ی سشؿذی ب عس و ـخق اػز سػیذ ث ای صا

اؽثؼیبس ثبلا ثب ایؼبد صثشی دس اثؼبد یىش دس ػیبر

ىش اػیذ ثش سی ی چی سـىی سػثبر اػشئبسیه

ثش سی ػغح آیبطصثشی ب دس اثؼبد ب شیؼ آیی دس

حجغ ا دس فل ـششن ثی آة ػغح ػبذ دسشیؼ

بی ایی ایؼبد ؿذ دس ثؼشآة ثش سی لشاس شفش لغش

شیض خعی اص ،ؿدػغح، اؼب ی 2زا ػغح اثشآث بد

سی و ثش اػزذ سػثبر اػشئبسیه اػییؼی ا ب

دسشیؼشؿذی سفشبس س ی سش ؿذی لغش سغییش دس صا

سئسی زاسد. ای یظی ػغحی ثش اػبعآة سأطیش ی

. ثش ای>13=ؿدثىؼشش سضیح داد ی-وبػی شب اػبع

ػغح سبع اص د بد شفبر سـىی ؿذ ثبؿذ ؼبد

سا ث كسر صیش ثبصیؼی ثبس سشؿذی سا ییب دس

وشد:

(2 ) cosθc=f(cosθ+1)-1

(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهو همكبران، عطبر 54

ی سبع لغش آة ثب ػغح وبلا كبف θو دس آ صا بد

اػز ػبذ سی ػغح اثشآثشیض )دس ایؼب اػشئبسیه اػیذ(

ی θc(. θ;°80یشی ؿذ)و لجلا اذاص آة ثش سی لغش صا

د و مذاس آ یشی 1/167°ػغح اثشآثشیض ث اذاص

ؼجز ای حجغ ؿذ دس fر(. دس ای ؼبد 4ؿذ)ؿى

شیض ث و ثب ػغح دس سبع ثب بیغ اػز.ػغح اثشآث

سا ؼجز ای ( ی2مبدیش ثبلا دس ؼبد ) ػبیضیی

حجغ ؿذ ثش سی ػغح اثشآثشیض ایؼبد ؿذ سا حبػج

دسكذ ػغح 97(. ای ثذا ؼبػز و f;97/0وشد)

ػغح ثمیاثشآثشیض و ثب لغش آة دس سبع اػز سا ا

سػثبر د( و ثش سی 1)ؿى اػشئبسیه اػیذ سا ب

اذ. یی سػة وشد، سـىی دادآ بی آیبطیىش صثشی

ضاسؽ ٪87ای دس حبی اػز و سئ ای ؼجز سا

شیض،یبثی ث ػغدػز. >29=وشد اػز ػلا ثش ح اثشآث

یض اثؼش اػز. دس حمیمز صثشی ػغح، ث ؿیی ػغح ای

ؿد و اشطی ایؼبدای ثبیؼشی سػظ بد ،ػبخشبس صثش

س ثذ ،>25= وی.ػشوبسػغحی وی داؿش ثبؿذ. دی. ی ظ

اص اػیذبی چشة ثب ؿبخ بی وشثی علای اص ػ

اػشئبسیه اػیذ یشیؼشیه اػیذ اػشفبد وشد ـب داد و

دس سی ب ثش سی ػغح، ثب غعایؼبد یىشصثشیثؼذ اص

سـىی ح و وذ اشطی ػغحی اػشئبسیه اػیذ

بػبخشبس ثش سی >24=سشویت اػشئبسار آیی

ث یه ػغح سای، یػغحبی ایؼبد ؿذ یىشصثشی

اشطی دس اثؼبد ب ػبخشبس صثش اثشآثشیض غة، ثب

ی .و سػیذ ػغحی ی سبع، صا خسدی ػش ػلا ثش صا

یض ثشای یه ػغح اثشآثشیض ثؼیبس اػز. ى اػز ثب

شاحشی اص لا، لغش ث ػغح ثچؼجذ ثبع ثبس یػد صا

آ ػش خسد و ای ثشای وبسثشد سی بیی اص لجی

شیض >30=خدسیضؿذی غة یؼز ب ػغح اثشآث . ا

ی سبع ثؼیبس ثبلا، اص یب ؿذ دس ای آصبیؾ ػلا ثش صا

ی ثشای ی ػشخسدی ثؼیبس وی ثشخسداس ثد. ای صا صا

یشی اذاص 3°آیی ایؼبد ؿذ، آیبطاثشآثشیض ػغح

.ؿذ

وریغوطه

ی سش 5سا دس ؿىؿذی سا یػی دیش اص بیؾ صا

5اف( ؿى 5ـبذ وشد. ؿى ة( ث سشسیت ـب

غعدذ یبر سی بی آیبط آیی ثذ ػ

ب ث . فل ـششن ش وذا اص اثشآثشیض اػز

اػز. ؿذ كسر ؿبسیه ـب داد

بیـی شفبر اص صای ی سش ؿذی ثب غع سی . 5شكل

شیض، دس .آةبی اف(آیبط آیی ؼی ة(آیبط آیی اثشآث

آیبط ب عس و دس ؿى ـخق اػز دس

ی سش ؿذی حذد اػز 90°آیی ؼی، صا

5)ؿى شیض وشد سی اف(. لشی ػیبر اثشآث

ی سش ؿذی افضایؾ یبفز، ای ػ ثبػ ض اؼب ؿذ صا

شـشن ثی ا ػغح آیبط ، آة فشسفشی دس فل

ی سـىی سا دسیبفز و چشدد. یآیی ی

ؿى فل ـششن ثی ا ، آة آیبط آیی ساثغ

ی سش ؿذی دس ؿى داسد. ثش ای اػبع 4ؼشمیی ثب صا

ی سش ؿذی دس ؿى ی 4اف( سا ثب ؿى 5صا اف( صا

سا مبیؼ ر( ی 4ة( سا ثب ؿى 5ذی دس ؿىسش ؿ

ی آة دس فل ـششن فش سفشوشد. اثشآثشیض، ث

اػز. ی سش ؿذی ثؼیبس ثبلای آ دی صا

55(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهعطبر و همكبران،

رفتبر خودتمیششونذگی

آیبط ـب دذ سفشبس خدسیضؿذی 6ؿى

شیض دس مبیؼ ثب آیبط آیی ؼی آیی اثشآث

یی ص( د آیبط آی 6اف( سب ؿى 6. ؿىاػز

ش ؿى ػز ساػز دس و ی اثشآثشیض

. ثش سی اػز آیی ؼی ی ػز چخ آیبط

ی ددس شافیز سیخش ؿذ ػغح ش د مذاس

اف( سب 6ؿى اذ.ب بذ ؿى دس آة فش سفش

6ؿى 6ر( سب ؿى 6ب ؿىح( ب فشسفش

ب ثیشص( ؼشذب اص داخ آة آسد . ب

ب اص آة، اػز ب ثیش آسد عس و ـخق

یبط آیی ؼی آ رسار شافیز چب ث

شافیز اص ددسی . ای دس حبی اػز و رسار اذچؼجیذ

اذ.اثشآثشیض وبلا دبن ؿذ

سیضؿذی ثب غع سی بی ػز آصبیؾ خد .6شكل

شیض دس ساػز: آیبط آیی ؼی ػز چخ: آیبط آیی اثشآث

.آة )ددس ػیب س شافیز ی ثبؿذ(

رفتبر خوردگی

ضذ خبكیز اثشآثشیض ػغح بییظی سشی اص یىی

لای سـىی ػز ث ػغح ای دس. اػز آب خسدی

آیبط سبع ػغح >8, 5= ػغح بیغ ثی ا اػغ

ثبػض ػب ای و یبثذی وبؾ خسذ حیظ ثب آیی

ؿد. حیمبز آب دس ثشاثش خسدی ی افضایؾ

دشبؼیدیبیه دلاسیضاػی بی آیبط ؼی

ؿذ یشی اذاص عؼب ه% 35/0 ح دس اثشآثشیض

آسد ؿذ 2شبیغ ای سؼز دس ػذ (.7ؿى) اػز

ػشیب ؿدی ـبذ 2ػذ دس و عساػز. ب

µA/cm ؼی آیی خسدی آیبط ث دػز آذ. 4/1 2

شبیغ ث دػز آذ اص سؼز دلاسیضاػی دشبؼیدیبیه .2جذول

.2024شف آیبط آیی بی خ

ؿیت

آذی(mV/

dec)

ؿیت

وبسذی(mV/

dec)

دشبؼی

خسدی

(mV)

ػشیب

خسدی

(µA/c

m2)

مبز

دلاسیضاػی

(KΩ/cm2)

دیؾ

ؿذ

4/177 7/65 7/642- 4/1 2/20

، شیضثاثشآ

طبی5

سیغع

9/173 6/155 4/523- 1/1 1/27

، شیضثاثشآ

ػبػز1

سی غع

6/111 9/110 5/528- 7/0 1/36

ح سی دسیی ثب غعآثشیض وشد آیبط آ اص دغ

5ث ذر اػیذ اػشئبسیه طبی یه ػبػز، ث سشسیت ای

µA/cm مذاس ث21/1 µA/cm

2 .یبثذی وبؾ 7/0

سدی دشبؼی -mV 642 ؼی آیی دس آیبط خ

اػیذ ث ذر اػشئبسیه ح دس سیغع دغ و اػز

ذ یىذیش طبی یه ػبػز، مذاس 5 افضایؾ آب ب

آیی آیبط دلاسیضاػی مبز عشفی اص (.2ػذ)اػز

KΩ.cm ؼی سیغع اص دغ حبػج شدیذ. 2/20 2

طبی ای مذاس ث 5 ث ذر اػیذ اػشئبسیه دس ح

(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهو همكبران، عطبر 56

KΩ.cm 1/27 سی ث یه ػبػز مبز غع دغ اص

KΩ.cm آ ث (.7ؿى) یبثذیافضایؾ 1/36 2

شیض ثب صب 2024دلاسیضاػی آیبط آیی داس .7شكل اثشآث

.بی شفبر غع سی دس ح اػشئبسیه اػیذ

ث ؼجز اثشآثشیض بی ؿدی ـبذ و بغس

-حیظ دس سشیغة ػىشد ؼی آیی آیبط

صب افضایؾ ثب 2ثب سػ ث ػذ .داسذ خسذ بی

سدی خاف اػیذ اػشئبسیه ح دس سیغع خ

ثب سػ .یبثذی ثجد اثشآثشیض بی ث ایى ػشیب

ی اثشآثش خسدی دس یض ث لف وبؾ آیبط آی

شیؼ شفز ػىشیزا ،یبفش اػز سا د ای آیبط، د

یبثذ.ثشاثش افضایؾ ی

هبی مختلفقطزه

بی بیؼبر ثشای ـب داد خبكیز اثشآثشیضی، لغش

دیشی یض سی ػغح آیبط آیی اثشآثشیض لشاس داد ؿذ.

ثیبش آصبیؾ لغشار بیؼبر خشف ثش سی ػغح 8ؿى

ش یض اػز. ثش ای اػبع بیؼبر خشفی آیبط آیی اثشآث

ؿب: یؼیشی، ػؼ، بػز، ؿیش، ل، آة دشسمب

خ دس وبس آة سد آصبیؾ لشاس شفز بغس و

ی ـخق اػز سب ای اد سی ػغح آیبط آی

لشاس شفش ؿى وش اذ.اثشآثشیض ث

خشف ثش سی ػغح بیؾ لغش بی خشف دس اثؼبد .8شكل

شیض .آیی اثشآث

گیزینتیجه

ؿییبیی اؽ ثؼیبس و ضی سؿی ی اص مب ای دس

ح دس سیغع سػظ یذسوشیه اػیذ

اػیذ ثذ لشف ثشق اػشئبسیه ثشای اثشآثشیض وشد

ؿذ و شبیغ صیش ث دػز آذ: اػشفبد 2024آیبط آیی

ی -1 سشؿذی لغش صا ی آة ثش سی ػغح آیبط آی

.شدیذ یشی اذاص دسػ °1/167

اىششی یىشػىح شبیغ ث دػز آذ اص سلبیش -2

یض سثـی بػبخشبسبی اص حبوی EDS آب سـىی

بی بی وشثی ثش سی یىشصثشیشویجبر حبی صؼیشس

.ؼشذ، اؽؿذ دس شح ػغح آیبط آیی ایؼبد

بی غة ثش ظس ایؼبد یىشصثشیث اؽثششی صب -3

حبػج ؿذ. 4سی ػغح آیبط آیی، دلیم

4- ای حجغ ؿذ ػب اكی ایؼبد خبكیز اثشآثشیضی،

ثش ثشی آیبط آیی ضاسؽ سا دس ػغح صثش ایؼبد ؿذ

اثشآثشیض ایؼبد دسكذ ػغح 97ؿذ ـخق شدیذ و

57(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهعطبر و همكبران،

،آة دس سبع اػز ؿذ و ثب لغش سا ا سـىی داد

اػز.

شطی ػغحی ثی اػشئبسیه اػیذ آة -5 ا

(Dynes/cm5/8;γsl) .ؿذ حبػج

بـ دلاسیضاػی سػظ ؿذ اؼب خسدی سؼز -6 -ی

آیبط سی ثش اثشآثشیض ػغح ػبخز اص دغ و دذ

سدی ػشیب ، 2024 آیی µA/cm اص خ ث 4/1 2

µA/cmیبثذ و ای ضع حبوی اص ی وبؾ 7/0 2

آیبط .اػزافضایؾ د ثشاثشی ػىشد ای

7- خبكیز خدسیضؿذی ػغح اثشآثشیض ث دػز آذ

ثشسػی ؿذ. چی ـخق شدیذ و ػغح ایؼبد ؿذ

دفغ اوظش بیؼبر سا داساػز.سابیی

زاجعم1. R. Ramachandran, K. Sobolev, M. Nosonovsky, Dynamics of droplet impact on hydrophobic/icephobic concrete with the potential for superhydrophobicity, Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, 31 (2015) 1437-1444. 2. Y. Lu, S. Sathasivam, J. Song, C.R. Crick, C.J. Carmalt, I.P. Parkin, Repellent materials. Robust self-cleaning surfaces that function when exposed to either air or oil, Science (New York, N.Y.), 347 (2015) 1132-1135. 3. E.C. Stancu, M.D. Ionita, S. Vizireanu, A.M. Stanciuc, L. Moldovan, G. Dinescu, Wettability properties of carbon nanowalls layers deposited by a radiofrequency plasma beam discharge, Materials Science and Engineering: B, 169 (2010) 119-122. 4. R.V. Honeychuck, T. Ho, K.J. Wynne, R.A. Nissan, Preparation and characterization of polyurethanes based on a series of fluorinated diols, Chemistry of Materials, 5 (1993) 1299-1306. 5. D.K. Sarkar, M. Farzaneh, Superhydrophobic Coatings with Reduced Ice Adhesion, Journal of Adhesion Science and Technology, 23 (2009) 121237-15. 6. S. Farhadi, M. Farzaneh, S.A. Kulinich, Anti-icing performance of superhydrophobic surfaces, Applied Surface Science, 257 (2011) 6264-6269.

7. B. Bhushan, Y.C. Jung, K. Koch, Self-Cleaning Efficiency of Artificial Superhydrophobic Surfaces, Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, 25 (2009) 3240-3248. 8. H. Dong, M. Cheng, Y. Zhang, H. Wei, F. Shi, Extraordinary drag-reducing effect of a superhydrophobic coating on a macroscopic model ship at high speed, Journal of Materials Chemistry A, 1 (2013) 5886-5891. 9. G. McHale, M.R. Flynn, M.I. Newton, Plastron induced drag reduction and increased slip on a superhydrophobic sphere, Soft Matter, 7 (2011) 10100-10107. 10. P. Li, X. Chen, G. Yang, L. Yu, P. Zhang, Fabrication and characterization of stable superhydrophobic surface with good friction-reducing performance on Al foil, Applied Surface Science, 300 (2014) 184-190. 11. M. Li, J. Zhai, H. Liu, Y. Song, L. Jiang, D. Zhu, Electrochemical Deposition of Conductive Superhydrophobic Zinc Oxide Thin Films, The Journal of Physical Chemistry B, 107 (2003) 9954-9957. 12. X. Zhang, F. Shi, J. Niu, Y. Jiang, Z. Wang, Superhydrophobic surfaces: from structural control to functional application, Journal of Materials Chemistry, 18 (2008) 633-21.. 13. A.B.D. Cassie, S. Baxter, Wettability of porous surfaces, Transactions of the Faraday Society, 40 (1944) 546-551. 14. E. Bittoun, A. Marmur, Optimizing super-hydrophobic surfaces: criteria for comparison of surface topographies, Journal of Adhesion Science and Technology, 23 (2009) 401-411. 15. Y. Liu, T. Tan, B. Wang, R. Zhai, X. Song, E. Li, H. Wang, H. Yan, Fabrication of CdS films with superhydrophobicity by the microwave assisted chemical bath deposition, Journal of colloid and interface science, 320 (2008) 540-547. 16. N. Xu, D.K. Sarkar, X.G. Chen, W.P. Tong, Corrosion performance of superhydrophobic nickel stearate/nickel hydroxide thin films on aluminum alloy by a simple one-step electrodeposition process, Surface and Coatings Technology, 302 (2016) 173-184. 17. M. Ruan, W. Li, B. Wang, Q. Luo, F. Ma, Z. Yu, Optimal conditions for the preparation of superhydrophobic surfaces on al substrates using a simple etching approach, Applied Surface Science, 258 (2012) 7031-7035.

(1397)35علوم و مهنذسی سطح ی اچ شیمیبیی،ایجبد سطوح ابزآبگزیش نبنو سبختبر بز روی آلیبص آلومینیوم به روش سبدهو همكبران، عطبر 58

18. N. Saleema, D.K. Sarkar, R.W. Paynter, X.G. Chen, Superhydrophobic Aluminum Alloy Surfaces by a Novel One-Step Process, ACS Applied Materials & Interfaces, 2 (2010) 2500-2502. 19. Y. Huang, D.K. Sarkar, X.-G. Chen, Superhydrophobic nanostructured ZnO thin films on aluminum alloy substrates by electrophoretic deposition process, Applied Surface Science, 327 (2015) 327-334. 20. Q. Li, Y. Yan, M. Yu, B. Song, S. Shi, Y. Gong, Synthesis of polymeric fluorinated sol–gel precursor for fabrication of superhydrophobic coating, Applied Surface Science, 367 (2016) 101-108. 21. L. Song-Mei, L. Bin, L. Jian-Hua, Y. Mei, Corrosion resistance of superhydrophobic film on aluminum alloy surface fabricated by chemical etching and anodization, Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 28 (2012) 1755-1762. 22. J. Zhao, L. Xia, A. Sehgal, D. Lu, R.L. McCreery, G.S. Frankel, Effects of chromate and chromate conversion coatings on corrosion of aluminum alloy 2024-T3, Surface and Coatings Technology, 140 (2001) 51-57. 23. E. Hosono, S. Fujihara, I. Honma, H. Zhou, Superhydrophobic perpendicular nanopin film by the bottom-up process, Journal of the American Chemical Society, 127 (2005) 13458-13459. 24. S. Zheng, C. Li, Q. Fu, W. Hu, T. Xiang, Q. Wang, M. Du, X. Liu, Z. Chen, Development of stable superhydrophobic coatings on aluminum surface for corrosion-resistant, self-cleaning, and anti-icing applications, Materials & Design, 93 (2016) 261-270. 25. Y. Huang, D.K. Sarkar, X. Grant Chen, Superhydrophobic aluminum alloy surfaces prepared by chemical etching process and their corrosion resistance properties, Applied Surface Science, 356 (2015) 1012-1024. 26. T. Young, An essay on the cohesion of fluids, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 95 (1805) 65-87. 27. A.T. Gros, R.O. Feuge, Surface and interfacial tensions, viscosities, and other physical properties of some n-aliphatic acids and their methyl and ethyl esters, Journal of the American Oil Chemists Society, 29 (1952) 313-317.

28. N. Vargaftik, B. Volkov, L. Voljak, International tables of the surface tension of water, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 12 (1983) 817-820. 29. R. Wu, S. Liang, A. Pan, Z. Yuan, Y. Tang, X. Tan, D. Guan, Y. Yu, Fabrication of nano-structured super-hydrophobic film on aluminum by controllable immersing method, Applied Surface Science, 258 (2012) 5933-5937. 30. H.-J. Li, W.-Z. Fan, H.-H. Pan, C.-W. Wang, J. Qian, Q.-Z. Zhao, Fabrication of “petal effect” surfaces by femtosecond laser-induced forward transfer, Chemical Physics Letters, 667 (2017) 20-24.