Development of polymer coatings by cold-spray

冷喷涂聚合物涂层的开发

基本信息

  • 批准号:
    17J02142
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2017-04-26 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Superhydrophobic PFA coatings were fabricated by a one-step, rapid, scalable, and solventless technique called cold-spray by in-situ supersonic impact deposition and consolidation. The research work was conducted by progressively understanding the coating behavior and later on characterizing the wetting behavior step by step as following:1.Cold spray coating of fluoropolymerSimple modifications of particle surface morphology by introducing nanoceramic interlayers and by laser texturing the substrate surfaces to increase the deposition efficiency upto 15%. The coating fabricated was a uniform coating thickness of 200 microns. Such coatings were possible to be fabricated at great processing speeds which, in this case, was achieved in only about 30 s - 1 min of spray deposition on a substrate surface of 0.1 m2. The coating-substrate interface shows the effective interlock formed by the laser textured asperities and the coating by the tight V-shaped and tear-shaped valleys.2.Characterization of the wetting behaviorThe coatings exhibited contact angle up to 160o, roll-off angle of 6o and excellent dynamic water repellency. The superhydrophobicity was seen to be as a result of double structured surface consisting of papillae like structured capped by a hydrophobic nanoceramic layers, high roughness of the coatings and the inherent low surface energy and hydrophobicity of PFA and FNA. The microstructure of the coated surface comprised of papilla shaped PFA capped with a layer of hydrophobic FNA forming a double structure (much like the case seen on a lotus leaf).
采用一种名为冷喷涂的快速、可扩展、无溶剂的一步法原位超声冲击沉积固结技术制备了超疏水PFA涂层。研究工作是通过逐步了解涂层的行为,然后逐步表征润湿行为如下:1.氟聚合物的冷喷涂通过引入纳米陶瓷夹层和激光毛化基材表面来简单地改变颗粒表面的形貌,使沉积效率提高到15%。所制备的涂层厚度均匀,为200微米。这种涂层可以在较高的处理速度下获得,在这种情况下,仅需在0.1m2的衬底表面上喷射沉积约30 S-1分钟即可实现。涂层-基材界面由激光织构的粗糙表面和紧密的V形和撕裂沟谷形成的有效互锁。2.润湿性能表征涂层具有高达160°的接触角、60°的滚落角和良好的动态拒水性能。这种超疏水性是由乳头状结构的纳米陶瓷层覆盖的双重结构表面、涂层的高粗糙度以及PFA和FNA固有的低表面能和疏水性的结果。涂层表面的微观结构由乳头状PFA组成,表面覆盖一层疏水FNA,形成双重结构(很像在荷叶上看到的情况)。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High Strain Rate Sensitivity of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene and its Consequence on Cold-Spray Deposition Behavior
超高分子量聚乙烯的高应变率敏感性及其对冷喷涂沉积行为的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kesavan Ravi;Kazuhiro Ogawa;Tiana Deplancke;Olivier Lame;Jean-Yves Cavaille
  • 通讯作者:
    Jean-Yves Cavaille
INSA Lyon/CNRS/UDL Lyon(France)
INSA 里昂/CNRS/UDL 里昂(法国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Experimental Analysis of Impact Behavior of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene-Nano Ceramics Composite Particles by Isolated Particle Deposition Method
孤立颗粒沉积法超高分子量聚乙烯-纳米陶瓷复合颗粒冲击行为的实验分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kesavan Ravi;Kazuhiro Ogawa;Olivier Lame;Jean-Yves Cavaille;
  • 通讯作者:
    Jean-Yves Cavaille;
Polymer metal integration via cold-spray
通过冷喷涂实现聚合物金属集成
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kesavan Ravi;Kesavan Ravi
  • 通讯作者:
    Kesavan Ravi
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