基于硬脂酸蚀刻与氨基改性SiO2/环氧树脂复合沉积的AlSi10Mg合金超疏水防腐涂层研究

本研究通过硬脂酸（SA）蚀刻与氨基改性SiO2/环氧树脂喷雾沉积的协同策略，在SLM成型AlSi10Mg合金表面构建了具有微纳分级结构的超疏水涂层（CA>150°）。该涂层通过PDMS/PTFE接枝和长链烷基排列实现表面能降低，经96小时盐雾测试仍保持优异防腐性能，为增材制造金属在航空航天和海洋工程中的环境耐久性防护提供了新方案。

　　

Highlight亮点

本研究创新性地采用化学-机械协同策略，通过硬脂酸蚀刻保留增材制造（AM）合金的结构优势，同时在环氧树脂固化过程中自组装低表面能纳米二氧化硅球，形成机械互锁的微纳分级结构。与传统激光蚀刻-硅烷化方法相比，我们的喷涂技术可均匀覆盖复杂3D打印部件，无需掩模或真空设备。

Section snippets研究片段

原材料

采用商业AlSi10Mg合金板作为基材，其成分如表1所示。SiO₂纳米颗粒（平均粒径30 nm，纯度99%）和乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅，分析纯）购自上海麦克林生化科技有限公司。γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、氯化钠（NaCl）、无水乙醇（CH₃CH₂OH）等试剂均来自国药集团化学试剂有限公司。

AlSi10Mg合金表面蚀刻

如图1所示，经过热水和硬脂酸顺序蚀刻后，AlSi10Mg合金基底呈现网状结构。该结果与Gu等的研究结论一致：选择性激光熔融（SLM）成型的AlSi10Mg合金具有均匀分散的纳米级纤维状共晶Si颗粒，连续分布在α-Al基体中。表面粗糙度从1.35 μm增至8.85 μm，表明通过蚀刻成功构建了适合超疏水性能的微纳结构。

Conclusion结论

本研究提出了一种基于缺陷利用的超疏水涂层系统，通过两步法制备了氨基改性SiO₂/环氧树脂复合涂层。经9 wt% NH₂-SiO₂优化的涂层表现出卓越的综合性能，其创新之处在于将化学键合的低表面能组分与机械稳定的分级结构相结合，实现了持久防水和增强的防腐性能。