一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢超疏水‑超亲水表面，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。本发明专利技术中超疏水表面具有优异的超疏水性能，液滴粘附性非常小，极易滚落；而超亲水区会将液滴吸附，楔形或三角形的超亲水区顶端的液滴会在楔形或三角形产生的普拉斯压力驱动下，自动朝楔形或三角形底部快速运动，与其交替排列超疏水区会排斥液滴的定向运输，两者相互协同作用，使冷凝小液滴不断的汇集到亲水汇集区，实现高集中度自驱动集水，加速液滴的脱落，从而加快冷凝传热效率。本发明专利技术提供了一种不锈钢超疏水‑超亲水表面的制备方法及其应用。

A superhydrophobic-superhydrophilic surface of stainless steel and its preparation method and Application

The invention discloses a superhydrophobic and superhydrophilic surface of stainless steel. There are several sub-arrays distributed on the surface of stainless steel. In each sub-array, a plurality of superhydrophobic areas and a plurality of superhydrophilic areas are arranged alternately in a wedge or triangle, and superhydrophilic convergence areas are distributed among each sub-array. The superhydrophobic surface of the invention has excellent superhydrophobic performance, and the droplet adhesion is very small, and it is easy to roll down; the superhydrophilic region will absorb the droplet, and the droplet at the top of the wedge or triangle superhydrophilic region will automatically move towards the bottom of the wedge or triangle under the Plath pressure generated by the wedge or triangle, and the alternate arrangement of the superhydrophobic region will repel the orientation of the droplet. Transportation, the two synergies, so that small condensate droplets continue to converge to the hydrophilic convergence area, to achieve a high concentration of self-driving water collection, accelerate droplet falling, thereby accelerating condensation heat transfer efficiency. The invention provides a preparation method and application of superhydrophobic and superhydrophilic surface of stainless steel.

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用
本专利技术涉及金属基材表面改性
，具体涉及一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用。
技术介绍
在很多重要的应用中，例如热量的传递、海水淡化、集水等，水蒸气的凝结都是非常重要的一个过程。在固体表面，冷凝过程包括滴状冷凝和膜状冷凝，冷凝方式取决于冷凝表面的润湿性。滴状冷凝能够大幅度提高热传导的效率，研究显示，相对于膜状冷凝，滴状冷凝的传热效率可以提高10倍以上。冷凝设备是一种用于促成冷凝作用的设备，它主要利用热交换原理使蒸汽冷却凝结为液体。较常见的冷凝设备如冷凝管，由于冷凝管直径有限，高温气体或液体流经内管接触面积也有限，以致使热交换不充分，最终冷凝效率不高，若使传热设备的尺寸增大，则会大幅度增加冷凝成本。此外，传统的冷凝设备主要使用玻璃、金属或合金等材料制备，这些材料的表面表现为亲水性(本征接触角小于90°)，不利于表面凝结液滴的脱落。因此，对于持续滴状冷凝过程而言，冷凝液滴不润湿表面以及能够在不增加传热设备的尺寸时，使冷凝液滴快速脱离表面是提高冷凝效率的关键。超疏水表面，一般是指与水的接触角大于150°的表面，液滴在这种表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈钢超疏水‑超亲水表面，其特征在于，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢超疏水-超亲水表面，其特征在于，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。2.根据权利要求1所述的不锈钢超疏水-超亲水表面，其特征在于，每个楔形或三角形的超疏水区和超亲水区的夹角相同，所述夹角为3～7°。3.一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.利用脉冲激光扫描将预处理后的不锈钢表面加工成超亲水表面；S2.将所述超亲水表面经过烘烤，得到超疏水表面；S3.用脉冲激光扫描在所述超疏水表面加工出多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。4.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光扫描可以采用振镜进行光束扫描或使用运动平台装置，若所述脉冲激光扫描采用振镜进行光束扫描，振镜扫描的速度为0.1mm/s～30m/s；若所述脉冲激光扫描采用运动平台装置，则将光束固定，不锈钢相对光束运动，平台运动的速度为0.1mm/s～3m/s。5.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄德元，刘庆，梅胜，曹剑锋，杨少坤，刘顿，杨奇彪，成健，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42