[發(fā)明專利]一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510279894.7
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN104907697B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊奇彪;彼得·班尼特;劉少軍;劉頓;陳列;翟中生;婁德元;汪軍;伍義剛;王呈祥
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/352
• 分類號(hào): B23K26/352;B23K26/60
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42220
• 代理人: 朱必武

1.一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟一，將待處理的鈦合金表面進(jìn)行拋光預(yù)處理，得到表面拋光后的鈦合金樣品；

步驟二，將步驟一所述表面拋光后的鈦合金樣品放在盛有去離子水的超聲波清洗儀中清洗，清洗干凈后，將所述鈦合金樣品表面用冷風(fēng)吹干或室溫自然晾干，得到潔凈的鈦合金樣品；

步驟三，利用激光加工技術(shù)，采用超快激光器調(diào)節(jié)好相關(guān)的工藝參數(shù)后對步驟二所述得到的潔凈鈦合金樣品表面進(jìn)行激光掃描處理，在樣品表面加工出無數(shù)的微結(jié)構(gòu)；

所述激光掃描采用振鏡系統(tǒng)進(jìn)行光束掃描，振鏡掃描的速度為0.1mm/s-30m/s，激光的通斷及振鏡系統(tǒng)的掃描范圍、掃描軌跡和加工速度均由計(jì)算機(jī)程序控制和設(shè)定；

或所述激光掃描使用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，將光束固定，樣品相對光束運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的速度為0.1mm/s-3m/s，激光的通斷、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡和速度均由計(jì)算機(jī)程序控制和設(shè)定；

步驟四，將步驟三所述得到的表面經(jīng)過激光加工處理后的鈦合金樣品放入恒溫恒濕電熱干燥箱內(nèi)烘烤，即得到所述鈦合金超疏水抗霜凍表面；

其中，步驟三所述的超快激光器波長小于1000nm，所述激光加工參數(shù)為：脈寬大于30fs，單脈沖能量小于0.1mJ；

步驟四中所述電熱干燥箱內(nèi)的壓力為普通大氣壓，濕度為40％-60％RH、溫度為100℃-250℃，所述樣品烘烤的時(shí)間為2-8小時(shí)，所述電熱干燥箱內(nèi)的溫度誤差為±1℃。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述的鈦合金為Ti6Al4V鈦合金。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：步驟三所述超快激光器的重復(fù)頻率為10kHz-200kHz，所述脈寬為30fs-10ps。

4.如權(quán)利要求3所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述超快激光器的脈寬為80fs-800fs。

5.如權(quán)利要求4所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述超快激光器的波長為800nm，所述超快激光器的脈寬為90fs-550fs。

6.如權(quán)利要求5所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述脈寬為90fs，所述單脈沖能量為50μJ-66μJ，激光掃描速度為20mm/s-60mm/s。

7.如權(quán)利要求5所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述脈寬為550fs，所述單脈沖能量為50μJ-66μJ，激光掃描速度為20mm/s-60mm/s。

8.如權(quán)利要求1所述的一種利用超快激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法，其特征在于：所述恒溫恒濕電熱干燥箱內(nèi)的濕度為50％RH，溫度為200℃，烘烤的時(shí)間為6小時(shí)。

9.一種采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面，所述表面具有納米級(jí)的乳突狀結(jié)構(gòu)或溝壑狀結(jié)構(gòu)。