超疏水表面由于拥有自清洁、抗生物淤积、低水阻力、高承载力、高耐腐蚀性等功能,可以广泛应用于船舶与海洋工程。然而,目前钢基超疏水表面制备方法的研究尚显不足,而且国内外超疏水表面的制备工艺仍处于实验室研究阶段,与实际生产联系不够紧密。考虑到船舶与海洋工程实际应用情况,需要提出一种制备工艺简单,制备方法高效,易于重复和大面积生产的钢基超疏水表面制备工艺。借鉴传统复合电镀和复合电刷镀方法,本文提出了改进的Ni-nSiO2纳米复合电沉积工艺制备钢基超疏水表面的方法。该方法通过在Q235基材上构筑微纳米的Ni-nSiO2表面,实现了Q235钢基超疏水表面的制备。本文具体的研究内容包括如下几点：首先,综合复合电镀和复合电刷镀的优点,设计和改进纳米复合电沉积的设备及方法,使之能够适用于大面积生产、提高自动化水平；增加辅助遮挡阳极、使用循环供液和电磁力搅拌装置帮助实现纳米微粒的均匀分布和与金属离子的共沉积,保证了镀层的均匀分布；为适当提高阴极极化,调整快速镍镀液配方,细化表面晶粒,以降低镀层的孔隙率,避免大的孔隙的产生；对选用的Q235基体要求降低,既适应实际生产,又利用了粗糙表面易于纳米微粒黏附与停留的优点。其次,运用正交试验方法设计试验,在得到大量试验数据的同时,就Ni2+浓度、电流密度、阳极速度、沉积时间与表面接触角的关系分别进行了分析。利用极差分析和相关的数学方法确定了电流密度为影响表面接触角的最重要影响因素。最后,对制备出的表面粗糙度和表面形貌进行分析,寻找表面超疏水的原因,发现表面的微米、亚微米、纳米级的复杂结构构成了满足超疏水表面的合适的双重粗糙度结构。借助定性方法、定量方法相结合,对比考察制备的不同镀层,最终确定当配方中的Ni2+浓度为127g/L(0.5mol/L)、电流密度37.5A/dm2、阳极速度8m/min、时间为5min时,可制备出表面接触角为153.5°,滚动角为6.5°的超疏水表面。该超疏水镀层表面自清洁能力、与基体结合力及耐腐蚀性能均为良好,且拥有一定的表面硬度。