[发明专利]一种仿生耦合集水铝合金防冰表面的制备方法

摘要

本发明涉及一种仿生耦合集水铝合金防冰表面的制备方法，其受沙漠甲虫背部集水结构的启发，采用疏水区与亲水区相耦合的方法，制备出具有仿生耦合集水铝合金表面。该方法首先以激光烧蚀的加工工艺，在铝合金表面制备具有一定深度的微柱形阵列结构；再将制备好的PDMS与超疏水高岭土颗粒混合物旋涂于微柱形阵列结构之中，放置于100℃干燥箱中加热120min；最后再次对表面进行激光烧蚀处理，从而制备出这种仿生耦合集水铝合金防冰表面。本发明的制备方法操作简单、实验参数可控且成本低廉，此方法可用于制造仿生耦合集水铝合金防冰表面，使表面获得较好的防冰性能、良好的机械稳定性和抗老化能。

主权项

1.一种仿生耦合集水铝合金防冰表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、对铝合金表面进行预处理，除去表面氧化层和污垢；B、表面微纳米层级结构制备：利用激光雕刻机对预处理后的铝合金表面进行激光烧蚀处理，制备具有微观结构的铝合金表面，微观表面的参数为直径0.5mm‑1.5mm圆柱形阵列结构，微柱直径与相邻两个微柱间间距比为1:3‑6:1，微柱高度为0.1mm‑0.5mm；随后再次将具有微结构的铝合金表面依次放置于丙酮、无水乙醇和蒸馏水中超声波清洗，除去表面的污垢，干燥处理10min；C、表面旋涂处理：C1、在烧杯中倒入20mL无水乙醇，并滴入1wt％的全氟辛基三乙氧基硅烷，加入10g高岭土，50℃‑100℃水浴搅拌30分钟，随后放置到50‑120℃干燥箱中干燥处理100min；C2、将PDMS与固化剂按照体积比为10:1混合，随后将干燥后的氟化高岭土与混合PDMS按照质量比为1:2‑3:1磁力搅拌混合，获得均匀的混合涂料；C3、将混合涂料均匀旋涂在具有微纳结构铝合金表面上，放入真空干燥箱中，真空处理20min，而后在80‑120℃温度条件下固化处理，固化时间为120min；室温下冷却；D、将固化后的表面再次采用激光刻蚀的方法进行加工处理，微柱直径为30μm‑80μm，微柱间距为30μm‑80μm，深度为20‑80μm，用洗耳球吹净表面残留物质。