[发明专利]激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置及方法

权利要求书

1.激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置，其特征是：包括隔振平台(1)、XY向滑台系统、Z向滑台系统、原子力悬臂阳极探头系统、纳米流体供给系统(303)、纳秒激光辐照刻蚀系统、电解质溶液供给系统(601)、电化学池(602)、中央控制单元(7)以及恒电位电源(8)，

所述隔振平台(1)为长方体结构，下部设置有支座；

所述XY向滑台系统包括X向精密移动断电自锁滑台固定装置(201)、X向精密移动断电自锁滑台移动平台(202)、Y向精密移动断电自锁滑台固定装置(203)以及Y向精密移动断电自锁滑台移动平台(204)，所述X向精密移动断电自锁滑台固定装置(201)设置在隔振平台(1)的上部，所述X向精密移动断电自锁滑台移动平台(202)设置在X向精密移动断电自锁滑台固定装置(201)上部，所述Y向精密移动断电自锁滑台固定装置(203)设置在X向精密移动断电自锁滑台移动平台(202)上部，所述Y向精密移动断电自锁滑台移动平台(204)设置在Y向精密移动断电自锁滑台固定装置(203)上部；

所述Z向滑台系统包括Z向立柱精密移动断电自锁导轨固定装置(301)以及Z向立柱精密移动断电自锁导轨移动平台(302)，所述Z向立柱精密移动断电自锁导轨固定装置(301)设置在隔振平台(1)上，所述Z向立柱精密移动断电自锁导轨移动平台(302)设置在Z向立柱精密移动断电自锁导轨固定装置(301)上；

所述纳米流体供给系统(303)设置有微电解质储存槽，纳米流体供给系统(303)安装在Z向立柱精密移动断电自锁导轨移动平台(302)上部；

所述原子力悬臂阳极探头系统包括原子力悬臂阳极悬臂(304)、锥形的空心探针(305)，所述原子力悬臂阳极悬臂(304)的一端设置在纳米流体供给系统(303)上，所述锥形的空心探针(305)设置在原子力悬臂阳极悬臂(304)的另一端上；

所述纳秒激光辐照刻蚀系统包括纳秒激光头旋转装置(501)、纳秒激光头摇臂(502)、光纤纳秒激光器(503)、纳秒激光头旋转固定装置(504)、纳秒激光头(505)，所述纳秒激光头旋转固定装置(504)设置在隔振平台(1)上，所述纳秒激光头旋转装置(501)设置在纳秒激光头旋转固定装置(504)上，所述纳秒激光头摇臂(502)的一端设置在纳秒激光头旋转装置(501)的顶部，所述纳秒激光头摇臂(502)的另一端设置有光纤纳秒激光器(503)，所述光纤纳秒激光器(503)的下部设置有纳秒激光头(505)；

所述电化学池(602)设置在Y向精密移动断电自锁滑台移动平台(204)上部，内部填充有H₂SO₄溶液，所述电解质溶液供给系统(601)与电化学池(602)连接；

所述中央控制单元(7)和恒电位电源(8)均设置在隔振平台(1)上。

2.根据权利要求1所述的激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置，其特征是：所述X向精密移动断电自锁滑台固定装置(201)、X向精密移动断电自锁滑台移动平台(202)、Y向精密移动断电自锁滑台固定装置(203)以及Y向精密移动断电自锁滑台移动平台(204)内部均设置有压电陶瓷精密移动部件，进行微米级移动和定位。

3.根据权利要求1所述的激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置，其特征是：所述锥形的空心探针(305)尖端的孔是由聚焦离子束钻孔而成的，可以喷射出导电电解质溶液，形成阳极，施加电动势，形成电势差，趋势金属离子电迁移，在阴极表面形成电沉积固化物。

4.根据权利要求1所述的激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置，其特征是：所述中央控制单元(7)内部设置有加工程序，与XY向滑台系统、Z向滑台系统、原子力悬臂阳极探头系统、纳米流体供给系统(303)、纳秒激光辐照刻蚀系统以及电解质溶液供给系统(601)通过数据线或无线通信连接，控制加工时间和加工顺序。

5.激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备方法，其特征是：应用权利要求1所述的激光刻蚀电化学微增材换热功能表面的制备装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一：将阴极基板(4)用丙酮清洗表面，放在超声波清洗机中浸酒精清洗20分钟，取出干燥后放在电化学池(602)底部安装固定；

步骤二：向电解质溶液供给系统(601)中添加充足的H₂SO₄溶液，保证整体电解质溶液的正常循环；向纳米流体供给系统(303)中添加足量的CuSO₄溶液，保证纳米流体供给系统(303)正常工作；

步骤三：清洗原子力悬臂阳极探头系统的锥形的空心探针(305)，防止堵塞；

步骤四：利用恒电位电源(8)给电化学池(602)通电，纳米流体供给系统(303)先不供给溶液，离线监测电流电压值20分钟；

步骤五：经过所述步骤四的电流电压监测后，利用恒电位电源(8)给电化学池(602)通电，纳米流体供给系统(303)供给溶液，按照中央控制单元(7)内预编制的程序打印三维微结构表面；

步骤六：所述步骤五的三维微结构表面打印完毕，将电化学池(602)中的电解质溶液全部抽出到电解质溶液供给槽中，阴极基板(4)表面清洗干燥后备用；

步骤七：采用纳秒激光辐照刻蚀系统对所述步骤六获得的表面清洗干燥后的阴极基板(4)表面进行逐行辐照刻蚀；至此激光刻蚀电化学微增材制造功能表面制作完毕。