[发明专利]一种具有低摩擦系数的铜基超疏水表面及其制备方法

权利要求书

1.一种具有低摩擦系数的铜基超疏水表面，其特征在于：它是在铜基材料表面经化学刻蚀先形成具有微米级凹坑结构和亚微米/纳米级金属银颗粒的粗糙结构后，再经表面化学修饰得到的产物。

2.根据权利要求1所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面，其特征在于：所述微米级凹坑结构尺寸为0.5～5μm，亚微米/纳米级金属银颗粒尺寸为80～500nm。

3.根据权利要求1所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面，其特征在于：所述具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的凹坑深度为0.5～8μm，摩擦系数为0.05～0.2，对水的静态接触角大于150°。

4.根据权利要求1所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将铜基材料打磨，清洗，用硝酸进行去氧化膜处理，然后清洗，氮气吹干备用；

（2）将步骤（1）处理后的铜基材料先放入盐酸与过硫酸盐的混合溶液刻蚀剂中反应，然后浸入硝酸银溶液中避光反应，干燥后得到具有微米级凹坑结构及亚微米/纳米级银颗粒的粗糙结构；

（3）将步骤（2）所得的具有微米级凹坑结构及亚微米/纳米级银颗粒粗糙结构的铜基材料放入具有低表面能的修饰剂的溶液中进行化学修饰，清洗，干燥后即得到具有微米级凹坑结构及亚微米/纳米级银颗粒粗糙结构的超疏水性铜基材料。

5.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的铜基材料为厚度0.15～5mm，纯度为95～99.99%的铜。

6.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的盐酸与过硫酸盐混合溶液中盐酸和过硫酸盐的浓度分别为1～8mol·L^-1和0.01～1mol·L^-1；硝酸银溶液的浓度为0.0001～0.05mol·L^-1。

7.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的盐酸与过硫酸盐混合溶液中盐酸和过硫酸盐的浓度分别为1～4mol·L^-1和0.05～0.5mol·L^-1；硝酸银溶液的浓度为0.0002～0.0005mol·L^-1。

8.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。

9.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述铜基材料在刻蚀剂中进行反应的反应温度为10～80℃，反应时间为0.5～8h；在硝酸银溶液中进行避光反应的反应温度为10～80℃，反应时间为1～24h。

10.根据权利要求4所述的具有低摩擦系数的铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的具有低表面能的修饰剂优选为硬脂酸或十八烷基硫醇，所述修饰剂的溶液为修饰剂浓度为0.0001～0.1mol·L^-1的乙醇溶液，所述修饰时间为1～24h，修饰次数为一次或一次以上。