加工极疏水性表面的方法及具有极疏水性表面的蒸发器技术

本发明专利技术提供一种加工表面强度优异的极疏水性表面的方法及具有通过该方法加工的疏水性表面的蒸发器。本发明专利技术的加工极疏水性表面的方法，包括以下步骤：准备金属基材；对金属基材进行阳极氧化，以在金属基材的表面上形成具有微米结构体和纳米纤维结构体的复合结构体的陶瓷层；以及在复合结构体的上面涂敷疏水性高分子物质，以形成具有与复合结构体相同的表面形状的高分子层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种加工表面强度优异的极疏水性表面的方法及具有通过该方法加工的疏水性表面的蒸发器。本专利技术的加工极疏水性表面的方法，包括以下步骤：准备金属基材；对金属基材进行阳极氧化，以在金属基材的表面上形成具有微米结构体和纳米纤维结构体的复合结构体的陶瓷层；以及在复合结构体的上面涂敷疏水性高分子物质，以形成具有与复合结构体相同的表面形状的高分子层。【专利说明】加工极疏水性表面的方法及具有极疏水性表面的蒸发器
本专利技术涉及一种加工极疏水性表面的方法，更为详细地涉及一种加工表面强度优异的极疏水性表面的方法及具有通过该方法加工的疏水性表面的蒸发器。
技术介绍
荷叶表面为在?IOym大小的微小突起表面上配置有数百纳米大小的纳米突起的结构，具有极疏水性和自净功能。已知有由表面能量低的物质复制出微米-纳米复合突起结构并通过多种方法加工极疏水性表面的方法。极疏水性表面具有接触角滞后性(前进角和后退角之间的差距)小的优点，因此可应用在各种工业领域。在已知的加工极疏水性表面的方法中，有一种方法在薄片上通过微型机电系统(MEMS, micro-electromechanical system)加工极疏水性表面。但是，通过微型机电系统不能制造出面积比薄片大的极疏水性表面，而且有制造成本很高的缺点。在为了克服这些缺点而提出的方法中，有一种方法①在金属基材的表面上施加冲击能量以形成微米槽，②对金属基材进行阳极氧化以在微米槽上形成纳米槽，③在金属基材的表面上涂敷高分子物质后进行分离，从而在金属基材的表面上复制出微米-纳米复合突起结构。该方法没有大小限制，而且复制的高分子物质又柔软，因此具有能够在多种三维物品上附着的优点。然而，前述的方法在阳极氧化和复制高分子物质的工序中需要相当长的时间，而且只用高分子物质实现极疏水性表面，因此与金属表面相比表面强度弱。而且，在要实现极疏水性表面的物品的表面上需要附着复制的高分子物质，因此难以在复杂而立体的物品表面上适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加工极疏水性表面的方法及具有通过该方法加工的极疏水性表面的蒸发器，该加工极疏水性表面的方法及具有通过该方法加工的极疏水性表面的蒸发器具有与金属表面类似的表面强度，同时能够缩短整个加工时间。本专利技术的一实施例的加工极疏水性表面的方法，包括以下步骤:准备金属基材；对所述金属基材进行阳极氧化，以在金属基材的表面上形成具有微米结构体和纳米纤维结构体的复合结构体的陶瓷层；在复合结构体的上面涂敷疏水性高分子物质，以形成具有与复合结构体相同的表面形状的高分子层。金属基材可包括选自铝、镍、钛、镁及锌中的至少一种金属。可在阳极氧化的初始阶段中在陶瓷层上形成纳米孔，随着阳极氧化的进行，纳米孔扩张，并且导致纳米孔的壁面崩溃，从而在中心残留密度高的壁面，形成由纳米纤维结构体和山脊模样的所述微米结构体构成的复合结构体。在阳极氧化中，电解液的温度可在0°C至40°C的范围内，对金属基材和对电极施加的电压可在20V至200V的范围内。对金属基材和对电极施加的时间可在5分钟至10分钟的范围。所述高分子层可包括选自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基(PFA)及(十七氟-1，1，2，2-四氢十二烷基)-三氯硅烷(HDFS, (HEPTADECAFLU0R0-1,1,2, 2-TETRAHYDR0DECYL) -TRICHL0R0SILANE)中的至少一种。高分子层可涂敷成单分子层，具有IA以上且5nm以下范围的厚度。本专利技术的一实施例的蒸发器包括制冷剂管，该制冷剂管在内部流动有制冷剂，所述制冷剂在流动的过程中与在周围流动的空气进行热交换。制冷剂管构成金属基材，制冷剂管的外周面具有通过前述方法加工的极疏水性表面。本专利技术的另一实施例的蒸发器，包括:彼此间隔开距离设置的上集箱及下集箱；多个制冷剂管，两端固定在上集箱及下集箱，并形成有制冷剂通道；以及多个热交换翅片，与制冷剂管接触并设置在制冷剂管之间，其表面与外部空气接触。热交换翅片构成金属基材，而且具有通过前述方法加工的极疏水性表面。热交换翅片可以“之”字形弯曲形成波形结构。本实施例的极疏水性表面能够实现与陶瓷相同的表面刚性，因此经得起外部冲击或者摩擦，从而具有高的耐久性，并且能够有效地缩短在加工中所需的时间。而且，在复杂而立体的物品表面上能够容易地形成极疏水性表面。【专利附图】【附图说明】图1为表示本专利技术的一实施例的加工极疏水性表面的方法的工艺流程图。图2为示意地表示在图1中图示的各步骤下的剖面状态的图。图3为表示在图1的第二步骤中采用的阳极氧化装置的示意图。图4a为经过第二步骤的阳极氧化过程的陶瓷层表面的扫描电子显微镜照片。图4b为图4a的局部放大照片。图5a至图5d为表示根据阳极氧化时间所改变的陶瓷层表面的扫描电子显微镜照片。图6为比较例的陶瓷层表面的扫描电子显微镜照片。图7为表示根据阳极氧化时间所改变的极疏水性表面的接触角的图表。图8为检测并显示根据时间的霜生成量的图表。图9a表示在本实施例的极疏水性表面上的除霜过程的照片。图9b为图9a的模式图。图10为表示经过阳极氧化的普通铝、普通铝、由疏水性高分子涂敷的普通铝、由经过复制的疏水性高分子层单独构成的疏水性表面及本实施例的极疏水性表面的照片。图11为本专利技术的一实施例的蒸发器的示意图。图12为在图11中图示的蒸发器的剖视图。图13为本专利技术的另一实施例的蒸发器的示意图。图14为在图13中图示的蒸发器的局部放大图。【具体实施方式】下面，参照附图详细说明本专利技术的实施例，以使本专利技术所属
中具有普通知识的人能够容易实施。但本专利技术并不局限于在此说明的实施例，可用多种形式实现本专利技术。图1为表示本专利技术的一实施例的加工极疏水性表面方法的工艺流程图，图2为示意地表示在图1中图示的各步骤下的剖面状态的图。参照图1和图2，本实施例的加工极疏水性表面100的方法包括准备金属基材11的第一步骤SlO ;对金属基材11进行阳极氧化，以在金属基材11的表面上形成具有微米结构体和纳米纤维结构体的复合结构体20的陶瓷层12的第二步骤S20 ;和在复合结构体20的上面涂敷疏水性高分子物质，以形成具有与复合结构体20相同的表面形状的高分子层13的第三步骤S30。高分子层13在微米结构体之间及纳米纤维结构体之间含有空气，从而最大限度地减小与水之间的接触面积。因此高分子层13能够实现水滴无法渗透的极疏水性表面。此时，高分子层13不会与金属基材11分离而单独存在，而是位于经阳极氧化的陶瓷层12 (金属氧化层)上，因此具有与陶瓷相当的表面刚性。在此,微米级意味着属于I μ m以上且小于1，000 μ m范围的大小,纳米级意味着属于Inm以上且小于1，OOOnm范围的大小。在第一步骤SlO中金属基材11为能够阳极氧化的金属，可包括铝、镍、钛、镁及锌等。金属基材11并不局限于特定的形状，包括需要实现极疏水性表面的所有金属物品。在图2中以平板形状的金属基材11为例来图示，但是金属基材11的形状不局限于图示的例。图3为表示在图1的第二步骤中采用的阳极氧化装置的示意图。参照图3，阳极氧化装置30包括供冷却水循环的循环式水槽31和按规定的速度搅拌水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工极疏水性表面的方法，包括以下步骤：准备金属基材；对所述金属基材进行阳极氧化，以在所述金属基材的表面上形成具有微米结构体和纳米纤维结构体的复合结构体的陶瓷层；以及在所述复合结构体的上面涂敷疏水性高分子物质，以形成具有与所述复合结构体相同的表面形状的高分子层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云峰，李尚珉，金英爱，
申请(专利权)人：浦项工科大学校产学协力团，
类型：
国别省市：