[发明专利]一种用于流体减阻的微纳复合结构及激光加工方法

摘要

本发明主要涉及一种用于流体减阻的微纳复合结构及激光加工方法。设计不同周期的微纳米复合减阻沟槽结构，利用超快脉冲激光加工技术在金属表面制备微米级沟槽结构；而后在微米级沟槽基础上，利用超快激光制备激光诱导周期性纳米结构。微纳复合沟槽结构可使得流体流过金属表面时，利用存在于沟槽中的空气，使得液体不与金属表面直接接触，从而可有效地减少流体在金属表面流动时所受阻力。而且，减阻沟槽的存在还可减少因液体团聚而产生的大涡结构，液体波动小，液体与金属表面摩擦阻力小，从而也实现减阻目的。该结构能够有效减小流体流过金属表面时所受阻力，减少能源损耗和材料磨损。本减阻表面结构加工方法具有效率高、使用范围广等优点，可用于输油管道、船舶制造等领域。

主权项

1.一种利用超快脉冲激光在金属材料表面制备微纳米复合沟槽结构实现流体介质减阻的制造方法，包括以下步骤：/n步骤一：选取用于制备表面微纳米复合沟槽结构的金属材料；/n步骤二：利用机械研磨方法，将激光待加工金属材料表面研磨抛光，并用无水乙醇对抛光后的金属样件进行超声波清洗，并烘干；/n步骤三：设计利用超快脉冲激光在金属表面将要加工的微沟槽结构；/n步骤四：设定激光工艺参数和工艺扫描路径；/n步骤五：将待加工金属样件放置于激光精密加工平台上，调整激光束使其焦点位于金属样件表面，利用设定的激光工艺参数，按照激光扫描工艺路径，在金属样件表面加工出设计的微沟槽结构；/n步骤六：设定激光诱导表面周期性纳米波纹结构激光工艺参数和工艺扫描路径；/n步骤七：按照设定的激光工艺参数和工艺扫描路径，在微沟槽结构表面加工出周期性纳米波纹结构；/n步骤八：将激光加工完成的金属样件放入无水乙醇中进行超声波清洗，即得到金属材料表面流体介质减阻微纳米复合沟槽结构。/n