[發明專利]一種強化滴狀冷凝傳熱的超親液-超滑圖案化表面及其加工方法

有效

• 申請號: 202110386915.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113102200B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊曉龍;祁飚;唐煜;朱荻
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B05D5/04
• 分類號: B05D5/04;B05D5/00;B05D5/06;B05D3/14;B05D3/10;C25D11/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

1.一種強化滴狀冷凝傳熱的超親液-超滑圖案化表面，其特征在于：

包括基底、超疏液納米結構、液體潤滑層、超親液圖案和圖案化水膜；

所述超疏液納米結構為在基體表面加工出的并具有超疏液性能的納米結構；

所述液體潤滑層為潤滑液浸潤超疏液納米結構后被超疏液納米結構鎖住的潤滑液層；

所述超親液圖案為在超疏液納米結構中加工出的槽狀圖案；

超親液圖案的深度為0.01-0.5 mm；

超親液圖案為楔形條紋陣列，單個楔形條紋的窄端寬度為0.01-0.2 mm，寬端寬度0.2-1.0 mm，條紋間距為0.4-2.0 mm，楔形夾角為0.5-4.0度；

所述圖案化水膜為通過浸潤在超親液圖案上形成的水膜；

液體潤滑層與圖案化水膜邊界清晰、不互溶；

圖案化水膜構成超親液圖案區，超疏液納米結構鎖住的液體潤滑層構成超滑區；

所述超親液-超滑圖案化表面的加工方法包括以下步驟：

步驟一、利用電化學陽極氧化、堿性氧化或納秒激光在鈦、銅或不銹鋼基底加工超親液納米結構；

步驟二、步驟一獲得的超親液納米結構經氟硅烷乙醇溶液浸泡10~120 min獲得超疏液納米結構；

步驟三、采用納秒激光定域燒蝕改性步驟二獲得的超疏液納米結構，獲得超親液圖案；

步驟四、將步驟三獲得的具有超親液圖案的超疏液納米結構用水浸潤，水駐留超親液圖案處，形成圖案化水膜；再用潤滑液浸潤超疏液納米結構構建液體潤滑層，進而獲得超親液-超滑圖案化表面；

或者，將步驟三獲得的具有超親液圖案的超疏液納米結構先用潤滑液浸潤；再將表面垂直浸入水中并靜置10-60 s后提拉出水面，往復1-10次，使水浸潤超親液圖案，進而獲得超親液-超滑圖案化表面；

其中，潤滑液為離子液、硅油、羥基封端硅氧烷或全氟聚醚潤滑油，浸潤前，離子液被加熱至60-100℃。

2.根據權利要求1所述的強化滴狀冷凝傳熱的超親液-超滑圖案化表面，其特征在于：

所述基底為鈦時，采用電化學陽極氧化或納秒激光燒蝕加工納米結構；

所述基底為銅時，采用堿性氧化或納秒激光燒蝕加工納米結構；

所述基底為不銹鋼時，采用納秒激光燒蝕加工納米結構。

3.根據權利要求1所述的強化滴狀冷凝傳熱的超親液-超滑圖案化表面，其特征在于：

所述納米結構經氟硅烷乙醇溶液浸泡形成超疏液納米結構。

4.根據權利要求1所述的強化滴狀冷凝傳熱的超親液-超滑圖案化表面，其特征在于：

所述超親液圖案采用納秒激光定域燒蝕在超疏液納米結構上加工而成。