[发明专利]一种防冰功能性结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种防冰功能性结构的制备方法，包括以下步骤：

在基体的表面制备楔形微结构，在基体的表面形成楔形微结构层；所述楔形微结构层由阵列分布的楔形微结构形成，所述楔形微结构包括多个串联的楔形沟槽，每个所述楔形沟槽的楔角独立地为0.5°～4°，串联的相邻两个楔形沟槽中，沿水流方向，一个楔形沟槽的宽端与另一个楔形沟槽的窄端通过过渡圆弧连接；

在所述楔形微结构层的表面制备阵列分布的纳米级晶格，在楔形微结构层的表面形成纳米级晶格层；

将表面具有所述纳米级晶格层的基体进行低表面能处理，在基体的表面形成防冰功能性结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每个所述楔形沟槽的深度独立地为1～110μm，长度独立地为0.1～50mm，沟槽宽度独立地为1μm～0.5mm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述过渡圆弧的半径为0.1～1mm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述楔形微结构的阵列周期为2μm～6mm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，在基体的表面制备所述楔形微结构的方法包括激光液相加工法；所述激光液相加工法在浓度为0.4～2wt％的氟化液中进行，所述基体的待加工表面距离氟化液液面0.5～5mm；所述激光液相加工法的激光操作条件包括：皮秒激光，激光功率为5～30W，脉宽为75fs，重复频率为1000Hz，扫描间距为0.01～0.02mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级晶格的径向尺寸为10～500nm，所述纳米级晶格层的厚度为1～2μm。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，在所述楔形微结构层的表面制备纳米级晶格的方法包括湿法刻蚀法，所述湿法刻蚀法所用刻蚀液为浓度为1～4mol/L的盐酸。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低表面能处理所用处理液为浓度为0.1～2wt％的氟化液。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的防冰功能性结构，包括楔形微结构层和设置在所述楔形微结构层表面的纳米级晶格层，且所述纳米级晶格层经低表面能处理；所述楔形微结构层由阵列分布的楔形微结构形成，所述楔形微结构包括多个串联的楔形沟槽，串联的相邻两个楔形沟槽中，沿水流方向，一个楔形沟槽的宽端与另一个楔形沟槽的窄端通过过渡圆弧连接；所述纳米级晶格层由阵列分布的纳米级晶格形成。

10.权利要求9所述防冰功能性结构在飞机防冰中的应用。