本实用新型专利技术公开了一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，其是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合h=asin(θ/2)/cot(β/4)；其中θ∈(0.1°,?3.5°)，β∈(0°,?180°)，a∈(0,?10)mm，h不大于0.3mm；其中，θ1是扇形结构单元放射肋的放射角；θ2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(θ1=θ2=θ)；β是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度；a是扇形结构单元所对应的外切正方形边长；所述扇形结构单元应用于基体表面的排列方式是扇形结构单元中心放射式排列，扇形结构单元顺时针旋转排列，扇形结构单元交叉排列，扇形结构单元平行排列及扇形结构单元线性排列。本实用新型专利技术扩大了涂层与基体表面的有效接触面积，且有利于涂层与基体表面处于良好的机械结合状态，进而提高了涂层与基体的界面结合强度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，特别是涉及一种具有仿生几何结构的基体表面，属于涂层与基体界面结合的设计技术。
技术介绍
涂层与基体间的界面结合强度是涂层最重要的性能之一。涂层的材料与厚度、基体的材料与硬度、及基体的表面粗糙度和表面化学处理等因素对涂层与基体间的界面结合强度存在一定的影响。涂层和基体之间的良好结合是涂层实现其自身功能作用的首要条件。目前，为了获得更好的表面结合强度，通常对基体表面进行处理使其具有适当的表面粗糙度，尽可能扩大基体表面的有效接触面积，进而提高基体表面单位面积上的涂层结合力。栉孔扇贝是长期生活在海洋中的天然生物，经过千百年的进化形成了优异的结构与功能。其中，栉孔扇贝棱柱层表面的独特结构有利于其角质层与棱柱层良好的结合，以抵抗外界腐蚀，达到保护自身的目的。因此，栉孔扇贝独特优异的棱柱层表面结构成为研究基体表面具有适当粗糙度的良好的仿生对象。对基体表面进行结构仿生设计，为提高涂层与基体的界面结合强度提供了一种崭新的仿生设计思路。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，特别是涉及一种具有仿生几何结构的基体表面，本技术能提高涂层与基体界面的结合强度。本技术以栉孔扇贝独特的棱柱层表面结构为仿生研究对象，提取其特有的几何结构特征，并将其应用于基体表面的结构仿生设计。本技术之表面结构是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合下述公式h=asin ( Θ/2)/cot ( β/4)；其中Θ e (O. I。，3.5。)，β e (O。，180。)，ae (O, 10)mm，h 不大于0. 3mm ；其中，θ I是扇形结构单元放射肋的放射角；Θ 2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(Θ e Θ 2= θ ) ； ^是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度^是扇形结构单元所对应的外切正方形边长。所述扇形结构单元应用于基体表面的排列方式是扇形结构单元中心放射式排列方式，扇形结构单元顺时针旋转排列方式，扇形结构单元交叉排列方式，扇形结构单元平行排列方式及扇形结构单元线性排列方式。本技术的有益效果本技术扩大了涂层与基体表面的有效接触面积，且有利于涂层与基体表面处于良好的机械结合状态，进而提高了涂层与基体的界面结合强度。附图说明图I、图2和图3为仿生单元结构示意图。图4为扇形结构单元中心放射式排列方式示意图。图5为扇形结构单元顺时针旋转排列方式示意图。图6为扇形结构单元交叉排列方式示意图。图7为扇形结构单元平行排列方式示意图。图8为扇形结构单元线性排列方式示意图。·具体实施方式请参阅图I、图2和图3所示，本技术之表面结构是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合下述公式h=asin ( Θ/2)/cot ( β/4)；其中Θ e (O. I。，3.5。)，β e (O。，180。)，ae (O, 10)mm，h 不大于0. 3mm ；其中，θ I是扇形结构单元放射肋的放射角；Θ 2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(Θ e Θ 2= θ ) ； ^是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度；a是扇形结构单元所对应的外切正方形边长。实施例I :本实施例是四个扇形结构单元构成一个分布单元，扇形结构单元以放射点为中心，向四周放射排列，如图4所示，整个基体表面由有限个分布单元构成。实施例2:本实施例是四个扇形结构单元构成一个分布单元，扇形结构单元以放射点为起点，按顺时针旋转排列，如图5所示,整个基体表面由有限个分布单元构成。实施例3 本实施例是四个扇形结构单元构成一个分布单元，其中两个扇形结构单元为一组，且呈对角线同向排列，两组呈交叉排列方式，如图6所示，整个基体表面由有限个分布单元构成。实施例4 本实施例是四个扇形结构单元构成一个分布单元，其中两个仿生扇形结构单元为一组，且以放射点为聚集点呈平行方式排列，两组呈平行排列，如图7所示，整个基体表面由有限个分布单元构成。实施例5:本实施例是扇形结构单元直接呈线性排列，如图8所示，整个基体表面由有限个仿生扇形结构单元构成。权利要求1.一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，其特征在于其表面结构是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合下述公式h=asin(Θ/2)/cot(β /4)； 其中 Θ e (O. I。，3.5。)，β e (O。，180。)，ae (O, 10)mm，h 不大于 0.3mm; 其中，θ !是扇形结构单元放射肋的放射角；Θ 2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(Θ e Θ 2= θ ) ； ^是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度；a是扇形结构单元所对应的外切正方形边长。2.根据权利要求I所述的一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，其特征在于所述扇形结构单元是中心放射式排列或顺时针旋转排列或交叉排列或线性排列。专利摘要本技术公开了一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，其是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合h=asin(θ/2)/cot(β/4)；其中θ∈(0.1°, 3.5°)，β∈(0°, 180°)，a∈(0, 10)mm，h不大于0.3mm；其中，θ1是扇形结构单元放射肋的放射角；θ2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(θ1=θ2=θ)；β是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度；a是扇形结构单元所对应的外切正方形边长；所述扇形结构单元应用于基体表面的排列方式是扇形结构单元中心放射式排列，扇形结构单元顺时针旋转排列，扇形结构单元交叉排列，扇形结构单元平行排列及扇形结构单元线性排列。本技术扩大了涂层与基体表面的有效接触面积，且有利于涂层与基体表面处于良好的机械结合状态，进而提高了涂层与基体的界面结合强度。文档编号B05D3/00GK202683433SQ20122038611公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月5日 优先权日2012年8月5日专利技术者马云海, 王智芹, 佟金, 闫志峰, 王宝刚, 罗杰, 陈东辉, 孙霁宇 申请人:吉林大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高涂层与基体界面结合强度的仿生基体表面结构，其特征在于：其表面结构是由扇形结构单元排列而成，扇形结构单元符合下述公式：h=asin(θ/2)/cot(β/4)；其中θ∈(0.1°,？3.5°)，β∈(0°,？180°)，a∈(0,？10)mm，h不大于0.3mm；其中，θ1是扇形结构单元放射肋的放射角；θ2是相邻两个扇形结构单元放射肋的间隔(θ1=θ2=θ)；β是扇形结构单元放射肋的圆心角；h是扇形结构单元放射肋的高度；a是扇形结构单元所对应的外切正方形边长。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马云海，王智芹，佟金，闫志峰，王宝刚，罗杰，陈东辉，孙霁宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：
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