一種電解超疏油表面織構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種表面工程領(lǐng)域，尤其涉及一種電解超疏油表面織構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]潤濕性是存在自然界中的普遍現(xiàn)象，如雨水落在荷葉表面后形成球狀液滴而滾落的現(xiàn)象以及荷葉“出淤泥而不染”的自清潔效應(yīng)，即為超疏水現(xiàn)象。此外許多動植物如水黽的腳、蝴蝶的翅膀、水稻葉等，也具有超疏水性能。研究表明，所有這些表面所具有超疏水特性是由于微納米粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)共同作用而形成的。
[0003]潤濕性同時也是材料科學(xué)和表面工程領(lǐng)域的重要方面，在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多重要應(yīng)用。所謂超疏水是指水滴在固體表面的靜態(tài)接觸角超過150°，同理，超疏油即油滴在固體表面的靜態(tài)接觸角超過150°。然而，油滴的表面張力遠(yuǎn)小于水滴的表面張力，因此，制備具有超疏油特性的固體表面，其難度較之超疏水表面更大，更難實現(xiàn)。相關(guān)研究表明，要制備空氣中超疏油表面除了需要低表面能分子的修飾外，還要在其帶微納米粗糙結(jié)構(gòu)表面上引進(jìn)凹入表面曲率，使得微納米粗糙結(jié)構(gòu)呈內(nèi)凹或懸臂。
[0004]目前，大量的文獻(xiàn)已經(jīng)報道了人工仿生超疏水表面，這些材料在表面自清潔，防冰，防霧，防污染，金屬防腐蝕，流體減阻中有廣泛的應(yīng)用。關(guān)于疏油表面的報道相對較少，但超疏油表面在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比如防油性涂料，海水防污處理，石油管道防油爬行，油水分離中都有巨大的應(yīng)用空間。金屬材料在工程中大量應(yīng)用，使用面極其廣泛，然而金屬的抗污染防腐蝕性能較差，因此在金屬上制備具有超疏油特性表面具有重大意義。
[0005]所謂表面織構(gòu)(Surface texture)是指物體表面具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕或凸包等圖案的陣列。具有微納米尺度微觀織構(gòu)的表面在表面能、光學(xué)特性、仿生特性、機械特性、流體動力學(xué)特性及摩擦磨損性能等方面與光滑表面表現(xiàn)出截然不同的特點，這為眾多學(xué)科研究注入了新的活力，并且在許多工程領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用潛力。
[0006]疏油表面的制備方法通常遵循自下而上或自上而下的方法?，F(xiàn)有制備超疏油表面的工藝方法主要有以下幾種:(I)無/有模板濕法刻蝕(2 )飛秒激光刻蝕法(3 )靜電紡絲法
(4)電沉積法(5)溶膠-凝膠法等。獲得的超疏水表面或者形貌可控性差，刻蝕工藝復(fù)雜，使用材料僅限于硅材料；或者工藝效率低，不適合大規(guī)模制造，且設(shè)備極其昂貴；或者成型難度大，表面機械力學(xué)性能較差，不具備良好的耐磨性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種形貌可控性佳且成型工藝及設(shè)備簡單，易成型強度好耐磨性佳的表面潤濕性佳超疏油接觸角可控的電解超疏油表面織構(gòu)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種電解超疏油表面織構(gòu)，其包括基底、與基底連接于一體的耐侵蝕的沉積層、間隔排列分布于所述沉積層的穿透孔、對應(yīng)位于所述穿透孔下側(cè)的電解蝕除形成的侵蝕腔，所述侵蝕腔頂部大于穿透孔并使沉積層在孔周邊形成懸飄檐。
[0009]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述侵蝕腔具有弧形底面。
[0010]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述侵蝕腔與穿透孔組合成倒置釘帽狀。
[0011]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述懸飄檐的懸飄量均衡一致。
[0012]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述穿透孔為圓形或橢圓形。
[0013]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述沉積層是氮化娃層。
[0014]作為本實用新型電解超疏油表面織構(gòu)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述穿透孔等距均勾分布。
[0015]本實用新型的有益效果在于:通過在基底表面構(gòu)建一個與基底材料不同的沉積層，對該沉積層去除材料形成穿透孔，再通過不損傷沉積層的工藝手段如電解蝕除而形成侵蝕腔，使得侵蝕腔內(nèi)部大于其開口穿透孔，穿透孔的邊緣構(gòu)成侵蝕腔的懸飄檐，構(gòu)成了超疏油表面織構(gòu)。成型分步去除材料構(gòu)成內(nèi)腔大開口小的空腔結(jié)構(gòu)，工藝簡單，成型過程需要紫外曝光顯影以及電解的常規(guī)設(shè)備，從而使得電解超疏油表面織構(gòu)易成型強度好耐磨性佳。穿透孔在表面成型，平面構(gòu)建過程精度高從而使表面織構(gòu)形貌可控性佳，而且表面潤濕性及超疏油接觸角可控。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種電解超疏油表面織構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0018]如圖1所示，本實用新型一種電解超疏油表面織構(gòu)，其包括基底1、與基底連接于一體的耐侵蝕的沉積層2、間隔排列分布于所述沉積層2的穿透孔12、對應(yīng)位于所述穿透孔12下側(cè)的電解蝕除形成的侵蝕腔11，所述侵蝕腔11頂部大于穿透孔12并使沉積層2在孔周邊形成懸飄檐。通過在基底I表面構(gòu)建一個與基底材料不同的沉積層2，對該沉積層2去除材料形成穿透孔12，再通過不損傷沉積層2的工藝手段如電解蝕除而形成侵蝕腔11，使得侵蝕腔內(nèi)部大于其開口穿透孔12，穿透孔12的邊緣構(gòu)成侵蝕腔11的懸飄檐，構(gòu)成了超疏油表面織構(gòu)。成型分步去除材料構(gòu)成內(nèi)腔大開口小的空腔結(jié)構(gòu)，工藝簡單，成型過程需要紫外曝光顯影以及電解的常規(guī)設(shè)備，從而使得電解超疏油表面織構(gòu)易成型強度好耐磨性佳。穿透孔12在表面成型，平面構(gòu)建過程精度高從而使表面織構(gòu)形貌可控性佳，而且表面潤濕性及超疏油接觸角可控。
[0019]更佳地，所述侵蝕腔11具有弧形底面，便于電解成型，侵蝕腔11的底面各處距離穿透孔12距離比較一致，在縱向和橫向同時蝕除金屬材料而不損沉積層結(jié)構(gòu)從而易于成型形成內(nèi)腔大開口小的可控接觸角的表面織構(gòu)。
[0020]更佳地，所述侵蝕腔11與穿透孔12組合成倒置釘帽狀，從而構(gòu)成具有較佳接觸角的超疏油表面織構(gòu)。
[0021]更佳地，所述懸飄檐的懸飄量均衡一致，使得其接觸角各向均衡，確保超疏油性會K。
[0022]更佳地，所述穿透孔12為圓形或橢圓形，便于成型更便于內(nèi)部侵蝕腔的構(gòu)建，并保證侵蝕腔11的各向規(guī)則擴張，成型工藝簡單易于構(gòu)建成型。
[0023]更佳地，所述沉積層2是氮化硅層，可以光化學(xué)手段構(gòu)建穿透孔12，便于與內(nèi)腔分兩步進(jìn)行構(gòu)建，而且兩步工藝對另外的材料無損傷，從而便于構(gòu)建均勻規(guī)則一致的表面織構(gòu)，成型可控性佳。
[0024]更佳地，所述穿透孔12等距均勻分布，使得表面潤濕性即超疏油性性能比較均勻地分布在構(gòu)件的表面。
[0025]以上所揭露的僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:包括基底、與基底連接于一體的耐侵蝕的沉積層、間隔排列分布于所述沉積層的穿透孔、對應(yīng)位于所述穿透孔下側(cè)的電解蝕除形成的侵蝕腔，所述侵蝕腔頂部大于穿透孔并使沉積層在孔周邊形成懸飄檐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述侵蝕腔具有弧形底面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述侵蝕腔與穿透孔組合成倒置釘帽狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述懸飄檐的懸飄量均衡一致。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述穿透孔為圓形或橢圓形。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述沉積層是氮化硅層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解超疏油表面織構(gòu)，其特征在于:所述穿透孔等距均勻分布。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電解超疏油表面織構(gòu)，其包括基底、與基底連接于一體的耐侵蝕的沉積層、間隔排列分布于所述沉積層的穿透孔、對應(yīng)位于所述穿透孔下側(cè)的電解蝕除形成的侵蝕腔，所述侵蝕腔頂部大于穿透孔并使沉積層在孔周邊形成懸飄檐。通過在基底表面構(gòu)建一個與基底材料不同的沉積層，對該沉積層去除材料形成穿透孔，再通過不損傷沉積層的工藝手段如電解蝕除而形成侵蝕腔，使得侵蝕腔內(nèi)部大于其開口穿透孔，構(gòu)成超疏油表面織構(gòu)。成型分步去除材料工藝簡單，成型過程需要紫外曝光顯影以及電解的常規(guī)設(shè)備，穿透孔在表面成型，從而使表面織構(gòu)易于成型且形貌可控性佳。
【IPC分類】C25F3/14
【公開號】CN205062226
【申請?zhí)枴緾N201520846480
【發(fā)明人】江樹鎮(zhèn), 郭鐘寧, 張瑞麟, 劉桂賢, 鄧宇
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月29日