[发明专利]一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法

权利要求书

1.一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其特征在于加工方式如下所述：

(1)对金属表面进行打磨抛光处理以及清洗；

(2)结构确定：通过控制加工参数制备得到不同的微纳结构；

(3)区域设计：通过控制激光扫描区域的面积占比、激光扫描区域的空间分布、激光扫描区域的微纳结构类型、激光扫描区域的形状、区域拼接界面类型实现对拼接表面的设计，区域类型分为两类：激光扫描区域和无激光扫描区域；所述激光扫描区域为结构表面；所述无激光扫描区域为原表面；

(4)区域拼接的实现：通过平台控制或聚焦激光控制实现区域边界与边界之间的拼接制备得到拼接表面；具体指的是：在已知微结构加工参数以及完成区域设计的基础上，通过控制平台移动样品或扫描振镜移动光束实现不同微结构区域之间的边界拼接或者微结构区域与原表面之间边界拼接，制备得到不同的拼接表面；

(5)最后对拼接表面进行池沸腾实验评估表面的换热性能；根据沸腾实验结果继续优化拼接表面的设计；

最终实现表面拼接对换热表面气泡动力过程的干预从而达到拼接表面池沸腾换热性能的全面提升的效果；所述拼接表面池沸腾换热性能的全面提升包括临界热流密度CHF和换热系数HTC的同步提升。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其加工方式中的对金属表面进行打磨抛光及清理的具体方法如下：首先对粗糙的金属进行砂纸水浴打磨，然后利用抛光机抛光，最后进行超声波清洗。

3.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其加工方式中结构确定的具体方法如下：通过调节加工参数在表面加工出柱状、孔状、沟槽、波纹、阵列微纳结构。

4.根据权利要求3所述的一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其调节的加工参数包括：激光能量、聚焦位置、激光频率、扫描速度、扫描次数、加工方式；所述加工方式包括光栅式扫描、点阵加工和横纵扫描。

5.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其加工方式中区域设计具体指的是：激光扫描区域的分布包括：周期性分布、非周期性分布；激光扫描区域的形状包括：圆形、正方形、长方形；区域拼接界面包括：结构表面与原表面之间的拼接或不同结构表面之间的拼接。

6.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光拼接加工技术提升表面池沸腾换热性能的方法，其加工方式中的对拼接表面的换热性能评估的具体方法如下：换热性能的评估采用池沸腾装置来进行测试。