一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法技术

技术编号:46585722 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:22
本发明专利技术涉及超疏水表面制备技术领域,尤其涉及一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法。包括:利用延时飞秒激光脉冲串对金属样品表面进行划线扫描,在金属样品表面形成周期性微纳结构;周期性微纳结构由烧蚀凹槽和烧蚀凹槽边缘的脊状凸起结构交替排列组成;采用与上一步骤扫描方向正交的延时飞秒激光脉冲串,对金属样品表面进行二次划线扫描,使脊状凸起结构自凸起中心区域向两侧弯曲延展,形成凸起弯腰状微结构;对处理后的金属样品表面进行超声清洗,再进行退火处理3~10小时。优点在于:构筑形成的连续扭曲的波浪状拓扑轮廓,实现微纳结构中气囊的突破压力中多要素的协同优化,显著提升超疏水表面Cassie状态防液滴冲击的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超疏水表面制备,尤其涉及一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法


技术介绍

1、超疏水表面因其在防冰、防污及防腐蚀等领域的应用潜力备受关注,其核心思想是基于材料具有的较低表面能以及微纳结构形成的气囊层来实现对水滴的去浸润现象。然而由于受固–气界面亚稳态性质的制约,其微纳结构内的气囊维持能力存在显著缺陷:特别是在外部液滴以一定速度撞击表面的情况下,气囊容易被液体刺穿而发生溃灭,导致超疏水表面从cassie状态不可逆地转变为wenzel状态,对实际应用造成很大的制约。因此,亟需通过优化微纳结构形貌设计来抑制其中气体的逸散,从而提升超疏水表面cassie状态的热力学稳定性。

2、前期的相关研究表明:量化表征超疏水表面从cassie状态到wenzel态转换的实际能力可由微纳结构中气囊具有的突破压力(pbreak)值来衡量,即pbreak=lγ|sin(ψ)|/a,其中a为液-气界面的投影面积,l为固–液–气三相的接触线长度,γ表示液体表面张力,ψ为固-液-气三相接触线的切线方向与液滴冲击力之间的夹角。基于上述理论,研究者们相继提出和发展本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述烧蚀凹槽的纵向深度为10~100μm,相邻烧蚀凹槽中心间距为40~150μm;所述脊状凸起结构的纵向高度为10~60μm。

3.根据权利要求1所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述凸起弯腰状微结构的弯曲延展方向与所述延时飞秒激光脉冲串的扫描前进方向一致;

4.根据权利要求3所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述拱形悬覆结构及所述烧蚀凹槽侧壁表面...

【技术特征摘要】

1.一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述烧蚀凹槽的纵向深度为10~100μm,相邻烧蚀凹槽中心间距为40~150μm;所述脊状凸起结构的纵向高度为10~60μm。

3.根据权利要求1所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述凸起弯腰状微结构的弯曲延展方向与所述延时飞秒激光脉冲串的扫描前进方向一致;

4.根据权利要求3所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述拱形悬覆结构及所述烧蚀凹槽侧壁表面覆盖多尺度纳米结构。

5.根据权利要求1所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述凸起弯腰状微结构与金属样品表面的倾斜角度为20~60°;所述凸起弯腰状微结构顶端的横向跨度为20~40μm。

6.根据权利要求3所述的一种制备防液滴冲击的稳定超疏水表面的方法,其特征在于:所述延时飞秒激光脉冲串的扫描方...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建军许家沛邹婷婷张博李林闫丹丹
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1