Метод включает двухступенчатую обработку алюминиевых сплавов лазером и термолизом углеродсодержащих жидкостей.
Томск, 6 мая - ИА Neftegaz.RU. Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экономичный и экологичный способ получения износостойких водоотталкивающих покрытий на металлах.
Об этом сообщили в Министерстве науки и высшего образования РФ.
Технология позволяет формировать так называемые интеллектуальные поверхности без дорогостоящего оборудования и многочасовых процедур.
Как пояснил доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Д. Феоктистов, эксперименты проводились на алюминиевых сплавах. Двухэтапная обработка с вовлечением отработанных нефтепродуктов дала возможность получить водоотталкивающий слой. Он подчеркнул, что метод отличается адаптивностью и совместим не только с моторными маслами (как свежими, так и отработанными), но и с растительными, что делает его одновременно экологичным и малозатратным.
Технология включает две стадии. На первой с использованием наносекундного лазера на сплаве создаются микро- и нанорельеф, придающий нужную шероховатость. Затем заготовку обрабатывают углеродсодержащей жидкостью (в том числе отработанным маслом) и нагревают до 250-270°C в режиме термолиза, в результате чего образуется защитное гидрофобное покрытие.
Гидрофобный эффект достигается за счет:
- снижения поверхностного натяжения между водой и обработанной поверхностью,
- создания микрорельефа, уменьшающего площадь контакта капли с поверхностью;
- формирования химического барьера, отталкивающего молекулы воды.
В результате вода не растекается, а собирается в капли и скатывается
Итоговые испытания подтвердили, что капли воды не растекаются по модифицированной поверхности и скатываются уже при угле наклона в 169° (нормативным требованием для гидрофобности считается угол от 150°). Полученное покрытие продемонстрировало:
- стойкость в агрессивных средах,
- высокую стабильность в ходе тестов.
Дальнейшие исследования планируется направить на внедрение метода в системы охлаждения центров обработки данных.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и гранта Российского научного фонда. Статья с результатами опубликована в научном издании Surfaces and Interfaces.
Гидрофобные поверхности с углом смачивания выше 150° широко применяются для защиты от коррозии, обледенения и загрязнений. Использование таких материалов в охлаждающих системах вычислительных центров позволяет интенсифицировать теплообмен за счет капельной конденсации и быстрого отвода жидкости с теплообменников.
Автор: А. Шевченко