鋁合金金屬表面性能穩(wěn)定，具備自清潔的 功能和優(yōu)異的耐摩擦和耐腐蝕能性能，大大增加了鋁合金的使用壽命。
【附圖說明】
[0029] 圖I (a)、（b)分別為本發(fā)明實(shí)施例1利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水 自清潔表面的接觸角示意圖、滾動(dòng)角示意圖；
[0030] 圖2 (c)、（d)分別為本發(fā)明實(shí)施例2利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水 自清潔表面的接觸角示意圖、滾動(dòng)角示意圖；
[0031] 圖3 (e)、（f)分別為本發(fā)明實(shí)施例3利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水 自清潔表面的接觸角示意圖、滾動(dòng)角示意圖；
[0032] 圖4(g)、（h)分別為本發(fā)明實(shí)施例4利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水 自清潔表面的接觸角示意圖、滾動(dòng)角示意圖；
[0033] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面的 掃描電鏡圖；
[0034] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例2利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面的 掃描電鏡圖；
[0035] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例3利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面的 掃描電鏡圖；
[0036] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例4利用超短脈沖激光制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面的 掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了更好的理解本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì) 介紹。
[0038] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0039] 本發(fā)明所述的一種鋁合金超疏水自清潔表面的制備方法，參考自然界生物材料作 為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，在2al2鋁合金表面上模仿自然界生物復(fù)合材料細(xì)微結(jié)構(gòu)分布的結(jié)構(gòu)特征，設(shè) 計(jì)表面結(jié)構(gòu)。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 本實(shí)施例的一種利用超短脈沖激光制備鋁合金超疏水自清潔表面的方法，包括以 下具體步驟：
[0042] 步驟一，將待處理的2al2鋁合金拋光，選用功率為370W，研磨盤轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/ 分，研磨盤直徑為230mm的金相試樣預(yù)磨機(jī)，拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC 水砂紙?jiān)谒鲣X合金表面進(jìn)行拋光處理，拋光范圍為l〇〇cm2,拋光時(shí)間10分鐘，得到表面拋 光后的錯(cuò)合金樣品；
[0043] 步驟二，將步驟一所述表面拋光后的鋁合金樣品用超聲波清洗儀清洗，超聲波清 洗儀超聲波頻率為40kHz，用電阻率為18. 25兆歐的去離子水淹沒樣品表面，在室溫下，連 續(xù)清洗30分鐘，然后用無水乙醇清洗，清洗干凈后，室溫自然晾干，得到潔凈的鋁合金樣 品；
[0044] 步驟三，采用超短脈沖激光器，激光器波長為1064nm，對(duì)步驟二所述得到的潔凈 鋁合金樣品表面進(jìn)行激光掃描加工，在樣品表面加工出無數(shù)的微結(jié)構(gòu)；所述激光器脈寬為 80ps，單脈沖能量為8. 5 μ J，重復(fù)頻率為200kHz，所述激光掃描配合運(yùn)動(dòng)工作平臺(tái)，將步驟 二所述得到的潔凈鋁合金樣品固定于運(yùn)動(dòng)工作平臺(tái)上，利用透鏡將激光光束聚焦在所述樣 品上，使樣品的表面相對(duì)于所述超快激光器光束的聚焦刻蝕光斑沿X、y、z三維方向移動(dòng)， 速度為200mm/s，通過逐行逐列燒蝕所述鋁合金樣品表面，實(shí)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的刻蝕；所述運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)單元為三維伺服精密移動(dòng)平臺(tái)，所述平臺(tái)移動(dòng)的范圍、速度、方向均由計(jì)算機(jī)控制，可 沿X、Y、Z三維方向移動(dòng)，樣品加工范圍為150mm X 150mm;
[0045] 步驟四，樣品經(jīng)過步驟三激光加工后，將經(jīng)過加工后的樣品放入電熱干燥箱里烘 烤，在氣壓為普通大氣壓下，濕度為42% RH，溫度為100°C條件下恒溫烘烤8小時(shí)，得到所述 的鋁合金超疏水性自清潔表面。
[0046] 采用電阻率為18. 25兆歐的去離子水，利用光學(xué)接觸角表面界面張力測(cè)量儀測(cè)試 所述得到的鋁合金超疏水性自清潔表面的接觸角、滾動(dòng)角：采用接取法測(cè)量，在加液針頭下 形成所需體積的懸掛液滴，調(diào)節(jié)樣品平臺(tái)的Z軸使樣品表面上升，當(dāng)樣品表面與加液針頭 下懸掛的液滴底部接觸時(shí)，液滴就從加液針頭轉(zhuǎn)移到樣品表面，然后再通過調(diào)節(jié)樣品臺(tái)Z 軸使樣品表面下降到原來的位置進(jìn)行測(cè)量，由于制備得到的鋁合金表面超疏水性能優(yōu)異， 3-8微升的水滴無法附著，所以水滴體積為9微升，測(cè)試溫度為25. 5°C，濕度為19. 5% RH。
[0047] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面，其掃描電鏡照片如圖5所示，其 表面呈現(xiàn)微米級(jí)的乳突狀結(jié)構(gòu)。
[0048] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面與水的接觸角示意圖如圖I (a)所 示，滾動(dòng)角示意圖如圖1(b)所示。
[0049] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面與水的接觸角為157.9°，滾動(dòng)角 為8.4°，測(cè)試結(jié)果見表1。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 本實(shí)施例的一種利用超短脈沖激光制備鋁合金超疏水自清潔表面的方法，包括以 下具體步驟：
[0052] 步驟一，將待處理的2al2鋁合金拋光，選用功率為370W，研磨盤轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/ 分，研磨盤直徑為230mm的金相試樣預(yù)磨機(jī)，拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC 水砂紙?jiān)谒鲣X合金表面進(jìn)行拋光處理，拋光范圍為l〇〇cm2,拋光時(shí)間10分鐘，得到表面拋 光后的錯(cuò)合金樣品；
[0053] 步驟二，將步驟一所述表面拋光后的鋁合金樣品用超聲波清洗儀清洗，超聲波清 洗儀超聲波頻率為40kHz，用電阻率為18. 25兆歐的去離子水淹沒樣品表面，在室溫下，連 續(xù)清洗30分鐘，然后用無水乙醇清洗，清洗干凈后，用冷風(fēng)吹干，得到潔凈的鋁合金樣品；
[0054] 步驟三，采用超短脈沖激光器，激光器波長為1064nm，對(duì)步驟二所述得到的潔凈 鋁合金樣品表面進(jìn)行激光掃描加工，在樣品表面加工出無數(shù)的微結(jié)構(gòu)，所述激光器脈寬為 80ps，單脈沖能量為7. 5 μ J，重復(fù)頻率為200kHz，所述激光掃描配合運(yùn)動(dòng)工作平臺(tái)，將步驟 二所述得到的潔凈鋁合金樣品固定于運(yùn)動(dòng)工作平臺(tái)上，利用透鏡將激光光束聚焦在所述樣 品上，使樣品的表面相對(duì)于所述超快激光器光束的聚焦刻蝕光斑沿X、y、z三維方向移動(dòng)， 速度為140mm/s，通過逐行逐列燒蝕所述鋁合金樣品表面，實(shí)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的刻蝕；所述運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)單元為三維伺服精密移動(dòng)平臺(tái)，所述平臺(tái)移動(dòng)的范圍、速度、方向均由計(jì)算機(jī)控制，可 沿X、Y、Z三維方向移動(dòng)，樣品加工范圍為150mm X 150mm;
[0055] 步驟四，樣品經(jīng)過步驟三激光加工后，將經(jīng)過加工后的樣品放入電熱干燥箱里烘 烤，在氣壓為普通大氣壓下，濕度為55% RH，溫度為200°C條件下恒溫烘烤4小時(shí)，得到所述 的鋁合金超疏水性自清潔表面。
[0056] 采用上述實(shí)施例1相同的測(cè)試方法和測(cè)試條件測(cè)試所述得到的鋁合金超疏水自 清潔表面的接觸角、滾動(dòng)角。
[0057] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面，其掃描電鏡照片如圖6所示，其 表面呈現(xiàn)微米級(jí)的乳突狀結(jié)構(gòu)。
[0058] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面與水的接觸角示意圖如圖2(c)所 示，滾動(dòng)角示意圖如圖2(d)所示。
[0059] 本實(shí)施例制備得到的鋁合金超疏水自清潔表面與水的接觸角為163°，滾動(dòng)角為 8.5°，測(cè)試結(jié)果見表1。
[0060] 實(shí)施例3
[0061] 本實(shí)施例的一種利用超短脈沖激光制備鋁合金超疏水自清潔表面的方法，包括以 下具體步驟：
[0062] 步驟一，將待處理的2al2鋁合金拋光，選用功率為370W，研磨盤轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/ 分，研磨盤直徑為230mm的金相試樣預(yù)磨機(jī)，拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC 水砂紙?jiān)谒鲣X合金表面進(jìn)行拋光處理，拋光范圍為l〇〇cm2,拋光時(shí)間10分鐘，得到表面拋 光后的錯(cuò)合金樣品；
[0063] 步驟二，將步驟一所述表面拋光后的鋁合金樣品用超聲波清洗儀清洗，超聲波清 洗儀超聲波頻率為40kHz，用電阻率為18. 25兆歐的去離子水淹沒樣品表面，在室溫下，連 續(xù)清洗30分鐘，然后用無水乙醇清洗，清洗干凈后，室溫自然晾干，得到潔凈的鋁合金樣 品；
[0064] 步驟三，采用超短脈沖激光器，激光器波長為1064nm，對(duì)步驟二所述得到的潔凈鋁 合金樣品表面進(jìn)行激光掃描加工，在樣品表面加工出無數(shù)的微結(jié)構(gòu)，所述激光器的脈寬為 l〇ns，單脈沖能量為0. 06mJ，重復(fù)頻率為700kHz，所述激光掃描利用X-Y掃描振鏡系統(tǒng)，使 激光束以350mm/s的速度逐行逐列燒蝕所述鋁合金樣品表面；所述振鏡系統(tǒng)由X-Y光學(xué)掃 描頭、電子驅(qū)動(dòng)放大器、光學(xué)反射鏡片和場(chǎng)鏡組成，所述振鏡系統(tǒng)的掃描范圍和速度、線掃 描和面掃描路徑均由電腦進(jìn)行控制和設(shè)定，所述電腦提