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用于防冰的三級結構超疏水表面及其制備方法與流程

文檔序號:12099411閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

1)在鈦及鈦合金基體表面利用銑床銑削加工出一級宏觀結構紋理;

2)將步驟1)所獲得的帶有一級宏觀結構紋理的鈦或鈦合金基體材料,在噴砂作用下處理一定時間,形成二級微米粗糙結構;

3)將步驟2)所獲得的帶有一級宏觀結構紋理和二級微米粗糙結構表面的鈦或鈦合金進行除油清洗處理;

4)將步驟3)所得到的帶有一級宏觀結構紋理和二級微米粗糙結構表面的鈦或鈦合金置于帶有一定體積反應液的聚四氟乙烯反應釜中,利用水熱處理技術在其表面生長一層三級納米結構;

5)將步驟4)所得到的帶有三級結構的鈦或鈦合金置于一定濃度的十七氟硅烷(FAS-17)乙醇溶液中,進行氟化修飾處理獲得超疏水表面。

2.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟1)中,一級宏觀結構紋理指的是:截面呈包括三角形、正弦波形在內的類似形狀的脊結構,尺寸大小屬于毫米范圍。

3.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟2)中,二級微米粗糙結構指的是:形狀為丘陵狀的凹凸結構或者規則形狀陣列結構,尺寸范圍屬于微米級。

4.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟4)中,所述三級納米結構指的是二氧化鈦納米線結構。

5.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟2)中,針對10mm×10mm大小的處理面積,噴砂處理的工藝參數為:在壓強0.5~2.5MPa、80~300目氧化鋁顆粒噴砂條件下處理5~40s,直至表面微米結構一致均勻,且微米結構尺寸為10~100μm。

6.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟4)中,水熱處理生長二氧化鈦納米線結構的過程為:將步驟3)所得帶有一級宏觀結構紋理和二級微米粗糙結構的鈦或者鈦合金置于聚四氟乙烯反應釜內襯中,并加入反應液,在160~240℃條件下反應1.5~24h獲得納米線結構。隨后將獲得的樣品在去離子水中清洗干凈,并在1M HCl溶液中離子交換反應10~30min,再次用去離子水沖洗干凈后,在450~550℃空氣爐中退火晶化處理2~6h,空氣爐升溫速率為1~5℃/min,最后得到二氧化鈦納米線結構。

7.根據權利要求6所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,所述的水熱處理生長二氧化鈦納米線用的反應液為:0.5~1.5M的NaOH溶液。

8.根據權利要求1所述的用于防冰的三級結構超疏水表面的制備方法,其特征在于,步驟5)中,帶有三級結構的鈦或鈦合金的氟化處理過程為:將步驟4)獲得的樣品置于1wt%-4wt%FAS-17乙醇溶液中,浸漬處理12~36h后,將樣品在60~180℃烘箱中,干燥處理1~4h,獲得三級結構超疏水表面。

9.根據權利要求1-8任一所述的方法獲得的三級結構超疏水表面,能夠減少撞擊液滴與超疏水表面的接觸時間。

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