用具有特制润湿性的表面涂覆金属制品的方法技术

一种用具有预定的润湿性的表面涂覆具有至少部分金属表面的金属 制品的方法，该至少部分金属表面包含第一金属，该方法至少包括以下步 骤：(a)用第二金属层涂覆该金属制品的至少一部分，以提供金属-金 属结合表面，所述表面在步骤(a)之前或由于步骤(a)成为粗糙的；以 及(b)将步骤(a)的金属-金属结合表面与物质接触，以提供具有预定 的润湿性的表面。第一金属可以是下述组中的一种或多种，所述组包括： 铁、锌、铜、锡、镍和铝及其合金，该合金包括，如钢、黄铜、青铜和镍 钛诺。优选地，采用化学镀电流沉积将第二金属涂覆到第一金属上。被涂 覆的金属制品的性质是非限制性的，因为本发明专利技术能够在金属制品上提供具 有包括超疏水和超亲水润湿性在内的预定的润湿性的特制表面。这允许本 发明专利技术能够应用到使用在不同领域中的广泛的金属类型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用提供特制润湿性(tailored wettability)的表面来涂覆金 属制品的方法，该特制的润湿性可涵盖对于水和水溶液来说的超疏水性至 超亲水性，以及对于其它液体来说的完全不润湿至完全润湿。本专利技术也涉 及如此形成的金属制品及它们的用途。液体润湿表面的程度通常由接触角(contact angle )来界定，接触 角是液滴与表面形成的角。由于水的特殊的重要性，大量研究已集中于水作为液体，这已导致对 与水产生大于150°的接触角的表面使用术语超疏水性的。对于完全 的疏水性表面来说，接触角应当是180° 。施用到这种表面的水滴将会自 由地滚动，且明显无摩擦。已存在广泛的合成超疏水性表面的方法，且这些方法包括使用聚电 解质多层、溶胶-凝胶、自组装、等离子处理、纳米球刻蚀、碳纳米管林 (carbon nanotube forest)、树莓样颗粒(raspberry-like particle ) 、 二氧化 硅基表面以及玻璃与金属的化学蚀刻。由于难以准确地视觉观察液体与表面之间的接触，所以不能直接测量 接触角，在接触角范围的极限值，即0。和180°时尤其如此，但是一种 制备完全疏水性(0=180° )表面的方法已被主张(L. Gao与T丄McCarthy, Journal of the American Chemical Society, 2006,巻128， 9052-53 )。然而， 该方法不是常规地或工业上可应用地，原因是它限于硅、仅对70%的样品 起作用、且涉及使用用于氧等离子体清理步骤的昂贵设备。本专利技术的 一个目的是提供一种用于在金属制品上提供对于水和其它 液体来说具有特制润湿性的表面的简易方法。本专利技术的另 一个目的是提供一种用于在许多金属表面上提供对于水 和其它液体来说具有特制润湿性的表面的方法。本专利技术的另 一个目的是提供一种用于在许多金属制品上提供对于水 和其它液体来说具有特制润湿性的表面的方法。本专利技术的另 一个目的是提供一种用于在许多涂覆有金属的非金属基本专利技术提供了 一种在金属制品上提供赋予期望程度的润湿性的表面 的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了 一种用具有预定的润湿性的表面涂覆 具有至少部分金属表面的金属制品的方法，该至少部分金属表面包含第一金属，所述方法至少包括以下步骤(a) 用第二金属层涂覆该金属制品的至少一部分，以提供金属-金 属结合表面，所述表面在步骤(a)之前或由于步骤(a)成为粗糙的；以 及(b) 将步骤(a)的所述金属-金属结合表面与物质接触，以提供具 有预定的润湿性的表面。第一金属可以是下述组中的一种或多种，所述组包括铁、锌、铜、 锡、镍和铝及其合金，该合金包括，如钢、黄铜、青铜和镍钛诺(nitinol)。可以使用诸如喷镀(sputtering)的任何的已知工艺、诸如电化学沉积 的任何的电化学方法、自发的氧化还原反应或浸渍(immersion)来进行用 第二金属涂覆金属制品的至少 一部分。事实上，可将任何金属喷镀到金属制品的第一金属的表面上，尤其是 诸如金和银的金属，以及尤其在金属制品首先被诸如盐酸的酸蚀刻的位置 处。因此，本专利技术不受第二金属的性质限制。自发的电化学沉积方法通常要求金属制品的第 一金属的还原电位比 要被沉积到和涂覆到金属制品表面上的第二金属离子负。不管是不是自发 的，这样的方法都需要将待被涂覆的金属制品的一部分与第二金属离子的溶液接触，然后该离子在所述表面处被还原成第二金属。正如本领域已知的， 一些电化学方法是自发的， 一些电化学方法需要 被驱动。例如，如果金或银要在自发的氧化还原反应中被沉积，那么用于待被 涂覆的金属制品的适合的第一金属可以是下述组中的一种或多种，所述组包括铁、锌、铜、锡、镍和铝及其合金，该合金包括，如钢、黄铜、青 铜和镍钬诺。在另一个实例中，可将4白沉积在钪或锌上。金属制品可以是具有至少部分金属表面的任何合适的制品、物质、产 品(item)或基材或类似物。金属制品可以是自身形式，或者是较大的制 品或基材的表面或部件，可选择地是可拆式的或一体的。在本专利技术的一种实施方案中，金属制品的表面完全地或基本上(通常> 50质量％)是金属的。例如，金属制品可以是整个金属，或者至少具有 连续的金属表面。实例包括金属片或成形的金属制品，诸如钉、斗(bucket)、 叉、棒等，扩展至更大的制品，诸如金属梁、金属缆、或轨(rail)或者甚 至更大的平坦表面，诸如船的船体。另一个实例是热交换器的一个或多个 传热片。例如，对基于水的，诸如涉及蒸汽的热交换器来说，在传热片上片上的蒸汽的连续冷凝层抑制由蒸汽到另 一介质的持续传热。适合的金属制品的另一个实例是分离器或过滤器，分离器或过滤器通 常意^l允许一种物质通过而阻止另一种物质通过，且因此是种类特异性的 阻隔材泮牛(species-specific barrier material)。例如，超齊u7K性的可、渗透气 体的过滤器可允许诸如空气的气体从其通过，同时阻碍水从其通过。在另 一个实例中，诸如水与油或诸如己烷的有机溶剂的极性与非极性的液体混 合物可被通过具有至少部分超疏水性表面的过滤器，以便阻止水通过，而 有才几溶剂^Mv其通过且因此与水分离。本专利技术不受金属制品的用法、形状、尺寸或用途限制。本专利技术使这样 的金属制品具有对于任何液体(不限于水)的预定的润湿性的表面。性的或柔性的，或者包括一个或多个柔性的 部件，以及一个或多个刚性的或比一个或多个其它部件相对刚性的部件。在本专利技术的另一种实施方案中，金属制品是粉末。即，具有任何粒度 或粒度范围的金属颗粒的集合，这种金属颗粒的集合的实例包括毫米、亚 毫米、以及微米尺寸的颗粒，通过本专利技术可类似地涂覆这些颗粒。粉末可以是固体金属粉末，该固体金属粉末的表面因而完全是金属 的，或者粉末是至少部分地，任选完全地被金属涂覆的诸如玻璃或另一种 陶瓷或硅酸盐的另 一种物质的粉末。粉末形式的被金属涂覆的玻璃珠是本 领域已知的，且可以使用在本专利技术中。在本专利技术的另一种实施方案中，金属制品被掺混在或嵌入在非金属制 品中。实例包括将诸如金属粉末的金属制品掺混在单体或聚合物塑料组合 物中，任选地在塑料形状成型之前，或者将金属制品，具体地，但不限于 金属粉末，嵌入在诸如塑料的非金属制品的表面中，例如通过滚压或压制。 用一种方式，使金属制品掺杂塑料。粉末形式的金属制品也可以与一 种或多种诸如类似水泥的粘结性物质的粒状物质的粉末、微粒掺混。根据本专利技术进一步的实施方案，金属制品是至少部分地，任选地全部 地用第三金属预涂覆以提供适合本专利技术方法的金属制品的至少部分金属 表面的基材。 一个实例是对表面镀铜，以提供能够按照此处所描述的方式 被涂覆的合适的铜制品。可将铜镀到许多类型、样式或排列的表面和基材 上，无论是金属的、非金属的或它们的组合。这包括陶瓷、硅以及甚至可能是难以用第二金属层直接涂覆(以提供步骤(a)的金属-金属结合表面) 的其它金属表面。若基材是非金属时，第三金属成为此前所述的第一金属，以提供包含 第 一金属的至少部分金属表面。因而，第三金属可以是基于将被覆盖的基材的性质的任何合适的金 属。优选地，第三金属是下述组中的一种或多种，所述组包括铁、锌、 铜、锡、钨、钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用具有预定的润湿性的表面涂覆具有至少部分金属表面的金属制品的方法，所述至少部分金属表面包含第一金属，所述方法至少包括以下步骤：　（ａ）用第二金属层涂覆所述金属制品的至少一部分，以提供金属－金属结合表面，所述表面在步骤（ａ）之前或由于步骤（ａ）成为粗糙的；以及　（ｂ）将步骤（ａ）的所述金属－金属结合表面与物质接触，以提供具有预定的润湿性的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.20 GB 0618460.01.一种用具有预定的润湿性的表面涂覆具有至少部分金属表面的金属制品的方法，所述至少部分金属表面包含第一金属，所述方法至少包括以下步骤(a)用第二金属层涂覆所述金属制品的至少一部分，以提供金属-金属结合表面，所述表面在步骤(a)之前或由于步骤(a)成为粗糙的；以及(b)将步骤(a)的所述金属-金属结合表面与物质接触，以提供具有预定的润湿性的表面。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一金属是下述组中的一种 或多种，所述组包括铁、锌、铜、锡、鴒、钛、镍和铝及其合金，所述 合金包括钢、黄铜、青铜和镍钬诺。3. 如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二金属通过 自发的氧化还原反应或者通过喷镀被涂覆到所述第一金属上。4. 如前述权利要求中的一项或多项权利要求所述的方法，其中所述金 属制品的表面完全或基本上是金属的。5. 如前述权利要求中的一项或多项权利要求所述的方法，其中所述金 属制品是粉末。6. 如权利要求4或权利要求5所述的方法，其中所述金属制品被掺混 在或嵌入在非金属制品中。7. 如权利要求6所述的方法，其中所述非金属制品是塑料。8. 如前述权利要求中的一项或多项权利要求所述的方法，其中所述金 属制品是在步骤(a)之前用第三金属至少部分地预涂覆的基材。9. 如权利要求8所述的方法，其中所述第三金属是下述组中的一种或 多种，所述组包括铁、锌、铜、锡、钨、钛、镍和铝及其合金，所述 合金包括钢、黄铜、青铜和镍钬诺。10. 如权利要求9所述的方法，其中所述第三金属是铜。11. 如前述权利要求中的一项或多项权利要求所述的方法，其中所述 第三金属通过自发的氧化还原反应、电化学沉积、浸渍或通过喷镀被预涂 覆到所述金属制品上。12. 如权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中所述基材完全或 基本上是金属的。13. 如权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中所述基材完全或 基本上是非金属基材，其包括陶瓷或硅。14. 如前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·欧内斯特·约翰·贝尔，艾恩·亚历山大·拉摩尔，格雷厄姆·查尔斯·桑德斯，
申请(专利权)人：英国贝尔法斯特女王大学，
类型：发明
国别省市：GB