[發明專利]一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面及其制備方法

有效

• 申請號: 201810316726.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108466015B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 鐘敏霖;張紅軍;韓金鵬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K26/00;B23K26/352;B23K26/362;B23K26/60;C23C22/60
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：所述超雙疏金屬表面是在金屬基材上分布有三維微米陣列結構，在所述三維微米陣列結構的表面分布有納米結構，所述納米結構是由柔性的、纖薄的納米綢帶狀單元互相纏繞形成的納米草狀結構；所述三維微米陣列結構為微米錐狀正方陣列，所述微米錐的高度為30～80μm，微米錐之間的間距為30～100μm；

所述納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，包括如下步驟：

1)金屬基材預處理：將金屬基材進行機械加工、拋光后，依次在乙醇、丙酮中進行超聲清洗，再使用氮氣氣流進行干燥處理；

2)金屬基材表面三維微米陣列結構的制備：利用高功率超快激光在金屬基材表面進行圖案化燒蝕，形成三維微米陣列結構，隨后將樣品依次在乙醇、丙酮中進行超聲清洗，再使用氮氣氣流進行干燥處理；

3)三維微米陣列結構表面納米草狀結構的制備：將具有三維微米陣列結構的金屬基材在配置好的氧化劑中進行化學浴處理，使金屬基材三維微米陣列結構表面生長出納米草狀結構，形成納米結構三維分布的微納米雙級結構；

4)微納米雙級結構的表面化學修飾：將具有微納米雙級結構的金屬表面在配置好的含氟溶液中進行修飾處理，時間為1～2小時，取出后在70～100℃的溫度下烘干1～2小時，即得到所述納米結構三維分布的超雙疏金屬表面。

2.如權利要求1所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：所述納米綢帶狀單元的寬度為40～80nm，厚度為1～10nm。

3.如權利要求1所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：所述三維微米陣列結構的成分為金屬，所述納米草狀結構的成分為所對應金屬的氧化物。

4.如權利要求1或3所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：步驟2)中所述的圖案化燒蝕為按照垂直交叉形式進行掃描，相鄰掃描道的間距為30～100μm，形成三維微米陣列結構。

5.如權利要求1所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：步驟3)中所述氧化劑為濃度為0.1～0.2mol/L過硫酸銨與濃度為2～4mol/L的氫氧化鈉的混合水溶液。

6.如權利要求1所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：步驟3)中所述化學浴處理的溫度為25～100℃，所述化學浴處理的時間為20～40min。

7.如權利要求1所述的一種納米結構三維分布的超雙疏金屬表面的制備方法，其特征在于：步驟4)中所述含氟溶液為質量分數為0.5～1％的全氟癸基三甲氧基硅烷的異丙醇溶液。