[发明专利]一种强化沸腾换热的多尺度结构涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种强化沸腾换热的多尺度结构涂层，其特征在于：包括基体材料和位于基体材料上的基底涂层，以及基底涂层上的结构单元阵列，后两者在基体材料表面上组合为强化涂层；

结构单元阵列的凸起状结构单元结构形貌可为锥状或柱状，轴向高度H的取值范围为0.5-10mm，当量孔径d范围为1-5mm；间距范围为2-10mm；沟槽状结构单元为沟槽状，沟槽结构的沟槽槽道深度，取值范围为0.5-10mm，沟槽宽度B范围为0.5-5mm，沟槽间距K范围为1-10mm。

2.权利要求1所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层，其特征在于：基底涂层采用直接喷涂的方式在基体材料上制备而成，涂层厚度的取值范围为100-1000μm。

3.权利要求2所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层，其特征在于：基底涂层先喷涂保护基底涂层，再根据需要选择性喷涂多孔介质涂层。

4.权利要求1至3任一项强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：包括，

第一步，对基体材料的表面进行预处理；

第二步，调节待加工基体材料表面到冷喷涂设备喷口的间距为设定值或设定范围后，将基体材料彻底固定；

第三步，通过冷喷涂设备将喷涂材料颗粒粉末喷涂在基体材料表面，获得基底涂层；

第四步，可选择的，对基底涂层进行腐蚀处理；

第五步，可选择的，更换喷涂材料颗粒粉末；

第六步，在基底涂层与冷喷涂设备之间插入覆盖基底涂层表面的网状掩模，调节喷口到掩模、掩模到加工表面的间距为某一设定值或设定范围；

第七步，再次喷涂材料颗粒粉末，在基底涂层上制备出具有一定数量结构单元的阵列，形成强化结构涂层；

第八步，可选择的，对结构涂层进行腐蚀处理，形成带有内部孔隙的强化结构涂层。

5.权利要求4所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：所述基体材料为金属及合金、氧化物陶瓷、非金属材料、PTC中的任意一种。

6.权利要求4所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：所述喷涂材料颗粒呈粉末状，材料选择Zn、Cu、Ni、Al、Ag、Ti、Ti-Ni金属或合金材料、非金属材料中的任意一种或几种组合。

7.权利要求6所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：喷涂材料颗粒的粉末分为两类，一类为纯功能材料颗粒粉末，另一类为功能材料颗粒与造孔剂材料颗粒的粉末混合配制。

8.权利要求4所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：所述网状掩模为孔板式网状掩膜和栅格式网状掩模，分别用于喷涂凸起状结构单元和沟槽状结构单元。

9.权利要求8所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：所述孔板式网状掩膜的孔形状为包括三角形、四边形、五边形、六边形在内的多边形和圆形中的任意一种或几种。

10.权利要求9所述强化沸腾换热的多尺度结构涂层的制备方法，其特征在于：当选择孔板式网状掩模的圆孔式掩模时，掩模上等距阵列且间距范围为2-10mm。