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腐蚀和结垢问题制约着地热能的高效和经济利用。运用表面工程技术制备低表面能涂层，可以减小污垢附着力。致密的涂层还可以阻隔地热水与基底的直接相互作用，达到防腐和防垢的双重效果。本文采用二次阳极氧化法对纯钛和钛合金基底进行预处理，并结合氟硅烷改性等方法，以制备防腐抗垢涂层。还考察了其他几种功能涂层的腐蚀和结垢特性。通过涂层接触角测量、形貌观察、电化学测试、静态浸渍实验等方法，研究了由英国Dundee大学提供的类金刚石(DLC)、金属聚合物、Ni-P-Cu-PTFE等涂层在天津某地热水中的腐蚀和结垢速率。结果表明，类金刚石涂层(DLC)更适合用于地热水防垢，金属聚合物和Ni-P-Cu-PTFE涂层表现出良好的防腐和防垢性能。在中低温地热水对流板式换热实验装置上评估了上届研究生在AISI304不锈钢板式换热片上制备的LPD TiO2、LPD TiO2-FPS、Sol-gel TiO2、Sol-gelTiO2-FPS、Sol-gel SiO2、Sol-gel SiO2-FPS等6种涂层在模拟地热水中的防垢和防腐效果。每组实验进行15天。分析对流换热系数和污垢热阻数据结果表明：LPD TiO2和LPD TiO2-FPS板片的污垢诱导期相比未处理的不锈钢板片延长约3倍，渐近污垢热阻值下降约50%，在地热水中具有良好的防腐防垢性能；Sol-gelTiO2、Sol-gel TiO2-FPS涂层腐蚀较严重；Sol-gel SiO2和Sol-gel SiO2-FPS的污垢热阻较不锈钢板片高，但是，污垢疏松易清洗，因此，如果结合机械清理等物理方法，在地热能利用中仍可应用。以纯钛和钛合金为基底，研究了阳极氧化法制备TiO2涂层过程中氧化电压、氧化次数、氧化时间、电解液、氧化温度等对TiO2纳米管阵列结构的几何尺寸、结构有序性和微观形貌的影响，确定了优化的阳极氧化工艺。将制备的规整纳米管阵列浸渍在氟硅烷中进行疏水改性，得到了超疏水涂层。通过粗糙度测量、接触角测量、表面自由能计算、电化学测试等表征手段对TiO2纳米管阵列和改性得到的超疏水涂层进行了表征，并考察了其在真实地热水中的静态腐蚀和结垢特性。