[发明专利]一种疏冰抑霜表面及其制备方法

权利要求书

1.一种疏冰抑霜表面，其特征在于，包括高温合金材质的基底，所述基底的表面上呈阵列结构分布有若干一级微米结构，所述一级微米结构为凸柱或一级沉孔，所述一级微米结构的宽度为10-30μm，所述一级微米结构的高度或深度为10-80μm，相邻两个所述一级微米结构之间的间距为10-60μm。

2.根据权利要求1疏冰抑霜表面，其特征在于，当所述一级微米结构为凸柱时，所述疏冰抑霜表面还包括二级微米结构；

所述二级微米结构为设在每一所述一级微米结构顶部的二级沉孔，所述二级沉孔的宽度为5-15μm，所述二级沉孔的深度为10-40μm。

3.根据权利要求1或2疏冰抑霜表面，其特征在于，还包括三级纳米结构，所述三级纳米结构为沉积在所述疏冰抑霜表面的金属纳米颗粒。

4.根据权利要求1或2疏冰抑霜表面，其特征在于，所述一级微米结构呈矩形阵列或平行四边形阵列或正六边形阵列结构分布在所述基底的表面上。

5.一种疏冰抑霜表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，设计一级微米结构的特征参数：宽度为A，高度或深度为H，间距为B；

步骤2，对基底的表面进行抛光或镜面处理，获得精加工表面，对精加工表面进行超声清洗并烘干；

步骤3，预设激光光束宽度l、激光扫描间隔Δd、激光扫描时长Δt，其中，Δd＝A+B，lB；

步骤4，考虑高温合金材质的基底硬度过高，激光一次扫描无法达到预设激光光束宽度l，因此引入硬度修正系数得到实际激光扫描次数且一次激光扫描后激光扫描器向旁边移动l/f_HB距离，完成第一阶段的激光加工，得到一级微米结构雏形，其中，HB为基底材料的布氏硬度，表示向上取整，当一级微米结构为凸柱时X＝B，当一级微米结构为一级沉孔时X＝A；

步骤5，对已完成第一阶段激光加工基底表面进行超声清洗并烘干，测量已加工表面的现有一级微米结构雏形的高度或深度为H′，根据目标高度或深度为H计算剩余激光加工时长为完成第二阶段的激光加工，得到一级微米结构；

步骤6，将已完成第二阶段激光加工基底表面进行超声清洗并烘干，获得具有一级微米结构的疏冰抑霜表面。

6.根据权利要求5所述疏冰抑霜表面的制备方法，其特征在于，所述一级微米结构呈矩形阵列或平行四边形阵列或正六边形阵列结构分布在所述基底的表面上；

对于矩形阵列分布的一级微米结构，激光扫描为成90度角沿矩形的边长运动；

对于平行四边形阵列分布的一级微米结构，激光扫描为成60度角沿四边形的边长运动；

对于正六边形阵列分布的一级微米结构，激光扫描为成120度角沿六边形的边长运动。

7.根据权利要求9所述疏冰抑霜表面的制备方法，其特征在于，当所述一级微米结构为棱柱或圆柱时，所述方法还包括：

步骤7，在一级微米结构的顶部激光加工出更小尺寸的二级沉孔，并对加工完成后的基底表面进行超声清洗并烘干，得到具有微-微结构的疏冰抑霜表面。

8.根据权利要求7所述疏冰抑霜表面的制备方法，其特征在于，还包括：

步骤8，制作金属纳米颗粒均匀混合溶液，将具有一级微米结构的疏冰抑霜表面或具有微-微结构的疏冰抑霜表面置于溶液中，并通以小电流密度，使得金属纳米颗粒基底的表面沉积，得到具有微-纳结构或微-微-纳结构的疏冰抑霜表面。