一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法技术

一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法，包括以下步骤：S1.增材制造NiTi合金样品的制备；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的样品通过砂纸依次打磨至光面，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；S3.纳秒激光加工制备微纳分级结构；将S2中所制备的样品进行纳秒激光加工，激光功率选取10 W，扫描速度为500 mm/s，扫描间距为60μm，重复扫描大于等于3次，加工完成后，在无水乙醇中进行超声波清洗，然后用去离子水冲洗后自然晾干；通过纳秒激光加工技术可以一步快速实现增材制造NiTi合金表面的超亲水特性。制造NiTi合金表面的超亲水特性。制造NiTi合金表面的超亲水特性。

A preparation method of making NiTi alloy super hydrophilic surface with additive

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法


[0001]本专利技术属于工程材料
，具体涉及一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法。

技术介绍

[0002]增材制造NiTi合金由于其区别于传统加工方法，具有一步成型，结构自由度高，以及节约材料等优点。因此，在航空航天领域中的发动机的制备以及各类复杂结构的制备具有极大的优势。随着航空航天工业技术的快速发展，需要对构件的体积、质量进行减小的同时要求高功率。但如发电机等设备一旦进行改进，必将导致单位面积的发热量成倍增加。这对设备的冷却散热功能特性提出了更高的要求。传统液冷式发动机是将发动机运作时所产生的废热经由环绕在气缸外围的冷却液的管线加以排除。然而为提高冷却效率，一般采取的方式是将冷却液改善成为水加其他添加剂（如乙二醇等）或是采取加压的液冷方式以提高冷却效率。但是这类方法一方面污染环境另一方面存在着制造工艺复杂等难点。
[0003]超亲水表面是指与水的接触角小于5
°
的表面，其表现出许多优异的性能，特别是提高表面热交换效率。近年来，也有大量研究表明超亲水表面在传热方面具有巨大的促进作用，已经广泛的应用于各类传热领域当中。纳秒激光加工技术作为一种快速加工的手段可以短时间实现超疏/亲水，因此，通过参数设计实现增材制造NiTi合金表面超亲水是急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新的方式来实现增材制造NiTi合金表面润湿性的改变，在保证制备方式简单、制备时间短的同时，有效提高增材制造NiTi合金表面的亲水特性，并实现超亲水特性。本专利技术通过调节纳秒激光制备的参数，改变NiTi合金表面样貌，可以通过一步法实现NiTi合金表面的亲水特性，不需任何后处理技术。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法，包括以下步骤：S1.增材制造NiTi合金样品的制备；通过BLT
‑
S210打印机，以激光功率125 W，扫描速度600 mm/s，层间距80 μm，层厚30 μm的工艺参数，制备NiTi合金样品；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的样品通过400目、600目、800目以及1200目砂纸依次打磨至光面，去除表面氧化层，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；S3.纳秒激光加工制备微纳分级结构；将S2中所制备的样品进行纳秒激光加工，激光功率选取10 W，扫描速度为500 mm/s，扫描间距为60 μm，重复扫描大于等于3次，加工完成后，在无水乙醇中进行超声波清洗，然后用去离子水冲洗后自然晾干；S4.接触角测量；通过电镜观察S3处理后的长方体块样品表面形貌，并通过接触角测试仪对长方体块样品表面接触角进行测量，水滴大小为3 μL，测量的接触角为0
±3°
。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过纳秒激光加工技术可以一步快速实现增材制造NiTi合金表面的超亲水特性，接触角为0
‑3°
；同时对比与其他表面处理工艺以及现有技术相比较，该方法简单易行、无污染、效率高，并且通过工艺参数的改变可以进一步调控表面微结构。
附图说明
[0007]图1为纳秒激光加工路径示意图。
[0008]图2 为不同纳秒激光加工参数下获得的样品电镜图片。
[0009]图3 为不同纳秒激光加工参数下获得的样品接触角曲线图。
具体实施方式
[0010]实施例1，扫描次数为3次一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法，包括以下步骤：S1.增材制造NiTi合金样品的制备；通过BLT
‑
S210打印机，以激光功率125 W，扫描速度600 mm/s，层间距80 μm，层厚30 μm的工艺参数，在NiTi基板上打印，打印完成后，通过线切割技术将打印样品从基板上切下，样品为长方体块，长宽高分别为10 mm，10 mm和5 mm；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的长方体块样品通过400目、600目、800目以及1200目砂纸依次打磨至光面，去除表面氧化层，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；超声波清洗时间为0.5h，超声频率40kHZ，输入功率为100W；S3.纳秒激光加工制备微纳分级结构；将S2中所制备的长方体块样品进行纳秒激光加工，激光功率选取10 W，扫描速度为500 mm/s，扫描间距为60 μm，重复扫描3次，加工完成后，在无水乙醇中进行超声波清洗，然后用去离子水冲洗后自然晾干；超声波清洗时间为0.5h，超声频率40kHZ，输入功率为100W；S4.接触角测量；通过电镜观察S3处理后的长方体块样品表面形貌，并通过接触角测试仪对长方体块样品表面接触角进行测量，水滴大小为3 μL，测量的接触角为0
±3°
。
[0011]实施例2，扫描次数为5次；S1.增材制造NiTi合金样品的制备；通过BLT
‑
S210打印机，以激光功率125 W，扫描速度600 mm/s，层间距80 μm，层厚30 μm的工艺参数，在NiTi基板上打印，打印完成后，通过线切割技术将打印样品从基板上切下，样品为长方体块，长宽高分别为10 mm，10 mm和5 mm；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的长方体块样品通过400目、600目、800目以及1200目砂纸依次打磨至光面，去除表面氧化层，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；超声波清洗时间为0.5h，超声频率40kHZ，输入功率为100W；S3.纳秒激光加工制备微纳分级结构；将S2中所制备的长方体块样品进行纳秒激光加工，激光功率选取10 W，扫描速度为500 mm/s，扫描间距为60 μm，重复扫描5次，加工完成后，在无水乙醇中进行超声波清洗，然后用去离子水冲洗后自然晾干；超声波清洗时间为
0.5h，超声频率40kHZ，输入功率为100W；S4.接触角测量；通过电镜观察S3处理后的长方体块样品表面形貌，并通过接触角测试仪对长方体块样品表面接触角进行测量，水滴大小为3 μL，测量的接触角为0
°
。
[0012]实施例3，扫描次数为10次；S1.增材制造NiTi合金样品的制备；通过BLT
‑
S210打印机，以激光功率125 W，扫描速度600 mm/s，层间距80 μm，层厚30 μm的工艺参数，在NiTi基板上打印，打印完成后，通过线切割技术将打印样品从基板上切下，样品为长方体块，长宽高分别为10 mm，10 mm和5 mm；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的长方体块样品通过400目、600目、800目以及1200目砂纸依次打磨至光面，去除表面氧化层，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；超声波清洗时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增材制造NiTi合金超亲水表面的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.增材制造NiTi合金样品的制备；通过BLT
‑
S210打印机，以激光功率125 W，扫描速度600 mm/s，层间距80 μm，层厚30 μm的工艺参数，制备NiTi合金样品；S2.增材制造NiTi合金样品表面预处理；将S1中所制备的样品通过400目、600目、800目以及1200目砂纸依次打磨至光面，去除表面氧化层，之后在无水乙醇中进行超声波清洗，再使用去离子水冲洗干净，最后在空气中自然晾干备用；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：于征磊，徐泽洲，郭云婷，刘宇霆，信仁龙，陈立新，刘瑞尧，李伦翔，李行，江山，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：