基于真空蒸镀的硅藻土基减阻防垢抑藻型功能复合结构的制作方法

摘要

本发明采用真空蒸镀的方法在以硅藻土为基材成形出的仿生减阻结构外表面再沉积一层防垢抑藻合金，使得所制备的复合结构具备减阻、防垢、抑藻等多种功能。有益之处：（1）本发明采用机械仿形加工方法直接在固化成型后的硅藻土基结构体上成形出仿生减阻结构，可以实现微孔缓释减阻、仿生形貌减阻两种减阻机制的高效、有机集成；（2）本发明采用真空蒸镀方法在仿生减阻结构外表面沉积防垢抑藻合金镀层，使得硅藻土基结构体进一步具备了物理型防垢抑藻功能；（3）本发明借助固化成型后硅藻壳体的多孔特性吸附减阻、防垢、抑藻型多功能混合溶液以备缓释，进一步从化学角度强化了功能复合结构的上述功能。

主权项

基于真空蒸镀的硅藻土基减阻防垢抑藻型功能复合结构的制作方法，包括：第一步：硅藻土原材料的壳体滤选及结构固化成型（A）以市售硅藻土为原材料，室温条件下将一定量的硅藻土原材料浸入清水中超声清洗30min，然后使用15μm的滤布过滤以滤除细碎硅藻壳体、浮尘及其他可溶物，烘干后得到粒径在15μm以上的硅藻壳体混合物； （B）将经（A）步骤制得的硅藻壳体混合物置于一定形状的模具中，采用烧结固化方法在一定工艺条件下将硅藻壳体混合物固化成型，脱模后得到一定形状的硅藻土基结构体；其特征在于，还包括如下步骤：第二步：仿生减阻结构在硅藻土基结构体表面的机械仿形加工成形（A）以某种高游速水下生物的表皮作为仿生减阻结构的构形来源，借助一定的抽象、简化和放大手段构建出仿生减阻结构的数字化模型； （B）以经（A）步骤构建的仿生减阻结构数字化模型为依据，采用机械仿形加工方法在第一步制得的硅藻土基结构体某一表面上成形出具有一定加工精度的仿生减阻结构；第三步：防垢抑藻合金镀层在仿生减阻结构外表面的真空蒸镀沉积（A）将第二步加工有仿生减阻结构的硅藻土基结构体用去离子水反复冲洗4～6次然后烘干，以去除机械仿形加工过程中产生的硅藻壳体碎片及粉尘；（B）以铜锌系合金CuZnX作为防垢抑藻合金，在确保不阻塞绝大多数硅藻壳体微孔的前提下，采用多源共镀型真空蒸镀方法在经（A）步骤清洗后的仿生减阻结构外表面上沉积一定厚度、一定组分比的防垢抑藻合金镀层；（C）在不致熔化二氧化硅质硅藻壳体固化结构的前提下，采用一定的加热温度对经（B）步骤制得的防垢抑藻合金镀层进行晶化热处理，使其由非晶态合金变为晶态合金；第四步：减阻剂、防垢剂和抑藻剂在功能复合结构体内部的吸附（A）以市售常用减阻剂、防垢剂、抑藻剂作为强化功能复合结构体减阻、防垢、抑藻功能的流体介质，分别配置适当浓度的减阻液、防垢液、抑藻液并充分混合在一起，制得多功能混合溶液； （B）将第三步制得的功能复合结构体浸入经（A）步骤配置的多功能混合溶液中，真空除气15min～30min后再静置60min～120min，以保证硅藻土基结构体内部众多硅藻壳体空腔及微孔吸附足够多的多功能混合溶液以备缓释，最终制得兼具硅藻壳体固化缓释结构、仿生减阻结构和防垢抑藻合金镀层的功能复合结构体。