突起狀結構。
[0054] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角示意圖如圖1(a)所 示,滾動角示意圖如圖1(b)所示。
[0055] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角為172. 7°,滾動角 為6.3°,測試結果見表1。
[0056] 另外,在室溫為23°C,相對濕度為50 %時,將未經處理的普通鈦合金與本實施例 制備得到的超疏水抗霜凍鈦合金分別置于_5°C的制冷臺上,20min后觀察各鈦合金表面的 霜凍情況,霜生長情況如圖9所不。由圖9可知,20min后,未經處理的鈦合金表面已明顯被 冰層覆蓋,而本實施例制備得到的鈦合金表面只有局部區域出現細小的冰晶,可見本實施 例所制得的鈦合金表面具有良好的抗霜凍性能。
[0057] 實施例2
[0058] 本實施例的一種利用超短脈沖激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法,包括以 下具體步驟:
[0059] 步驟一,將Ti6A14V鈦合金拋光,選用功率為370W,研磨盤轉速為450轉/分,研磨 盤直徑為230mm的金相試樣預磨機,拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC水砂紙 在所述鈦合金表面進行拋光處理,拋光范圍為l〇〇cm 2,拋光時間10分鐘,得到表面拋光后的 鈦合金樣品;
[0060] 步驟二,將步驟一所述表面拋光后的鈦合金樣品用超聲波清洗儀清洗,超聲波清 洗儀超聲波頻率為40kHz,用電阻率為18. 25兆歐的去離子水淹沒樣品表面,在室溫下,連 續清洗30分鐘,清洗干凈后,用冷風吹干,得到潔凈的鈦合金樣品;
[0061] 步驟三,采用超短脈沖激光器,激光器波長為1064nm,對步驟二所述得到的潔凈 鈦合金樣品表面進行激光掃描加工,在樣品表面加工出無數的微結構,所述激光器脈寬為 80ps,單脈沖能量為7. 5 μ J,重復頻率為200kHz,所述激光掃描配合運動工作平臺,將步驟 二所述得到的潔凈鈦合金樣品固定于運動工作平臺上,利用透鏡將激光光束聚焦在所述樣 品上,使樣品的表面相對于所述超快激光器光束的聚焦刻蝕光斑沿X、y、z三維方向移動, 速度為400mm/s,通過逐行逐列燒蝕所述鈦合金樣品表面,實現微納結構的刻蝕;所述運動 平臺單元為三維伺服精密移動平臺,所述平臺移動的范圍、速度、方向均由計算機控制,可 沿X、Y、Z三維方向移動,樣品加工范圍為150mm X 150mm;
[0062] 步驟四,樣品經過步驟三激光加工后,將經過加工后的樣品放入電熱干燥箱里烘 烤,在氣壓為普通大氣壓下,濕度為52% RH,溫度為250°C條件下恒溫烘烤2小時,得到所述 的鈦合金超疏水抗霜凍表面。
[0063] 采用上述實施例1相同的測試方法測試所述得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面的 接觸角、滾動角。
[0064] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面,其掃描電鏡照片如圖6所示,其 表面呈現納米級的孔洞和突起狀結構。
[0065] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角示意圖如圖2(c)所 示,滾動角示意圖如圖2(d)所示。
[0066] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角為170. 2°,滾動角 為9.8°,測試結果見表1。
[0067] 另外,采用上述實施例1相同的測試方法和測試條件測試未經處理的普通鈦合金 與本實施例制備得到的超疏水抗霜凍鈦合金的抗霜凍情況,霜生長情況如圖10所示。由圖 10可知,20min后,未經處理的鈦合金表面已明顯被冰層覆蓋,而本實施例制備得到的鈦合 金表面只有局部區域出現細小的冰晶,可見本實施例所制得的鈦合金表面具有良好的抗霜 凍性能。
[0068] 實施例3
[0069] 本實施例的一種利用超短脈沖激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法,包括以 下具體步驟:
[0070] 步驟一,將Ti6A14V鈦合金拋光,選用功率為370W,研磨盤轉速為450轉/分,研磨 盤直徑為230mm的金相試樣預磨機,拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC水砂紙 在所述鈦合金表面進行拋光處理,拋光范圍為l〇〇cm 2,拋光時間10分鐘,得到表面拋光后的 鈦合金樣品;
[0071] 步驟二,將步驟一所述表面拋光后的鈦合金樣品用超聲波清洗儀清洗,超聲波清 洗儀超聲波頻率為40kHz,用電阻率為18. 25兆歐的去離子水淹沒樣品表面,在室溫下,連 續清洗30分鐘,清洗干凈后,室溫自然晾干,得到潔凈的鈦合金樣品;
[0072] 步驟三,采用超短脈沖激光器,激光器波長為1064nm,對步驟二所述得到的潔凈鈦 合金樣品表面進行激光掃描加工,在樣品表面加工出無數的微結構,所述激光器的脈寬為 10ns,單脈沖能量為0. 07mJ,重復頻率為900kHz,所述激光掃描利用X-Y掃描振鏡系統,使 激光束以1800mm/s的速度逐行逐列燒蝕所述鈦合金樣品表面;所述振鏡系統由X-Y光學掃 描頭、電子驅動放大器、光學反射鏡片和場鏡組成,所述振鏡系統的掃描范圍和速度、線掃 描和面掃描路徑均由電腦進行控制和設定,所述電腦提供的信號通過驅動放大電路驅動光 學掃描頭,從而在X-Y平面控制激光束的偏轉,樣品相對于激光光束沿X方向移動,通過控 制移動速度和激光脈沖重復頻率,使其脈沖重合度達到1 % -99%,完成移動后,再沿y方向 單步步進,通過控制步進距離,使其光束重合度在y方向達到1% -99%,工作臺反轉,所述 樣品加工范圍為126mm X 126mm ;
[0073] 步驟四,樣品經過步驟三激光加工后,將經過加工后的樣品放入電熱干燥箱里烘 烤,在氣壓為普通大氣壓下,濕度為59% RH,溫度為100°C條件下恒溫烘烤8小時,得到所述 的鈦合金超疏水抗霜凍表面。
[0074] 采用上述實施例1相同的測試方法測試所述得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面的 接觸角、滾動角。
[0075] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面,其掃描電鏡照片如圖7所示,其 表面呈現微米級的乳突狀結構。
[0076] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角示意圖如圖3(e)所 示,滾動角示意圖如圖3(f)所示。
[0077] 本實施例制備得到的鈦合金超疏水抗霜凍表面與水的接觸角為158. Γ,滾動角 為7.3°,測試結果見表1。
[0078] 另外,采用上述實施例1相同的測試方法和測試條件測試未經處理的普通鈦合金 與本實施例制備得到的超疏水抗霜凍鈦合金的抗霜凍情況,霜生長情況如圖11所示。由圖 11可知,20min后,未經處理的鈦合金表面已明顯被冰層覆蓋,而本實施例制備得到的鈦合 金表面只有局部區域出現細小的冰晶,可見本實施例所制得的鈦合金表面具有良好的抗霜 凍性能。
[0079] 實施例4
[0080] 本實施例的一種利用超短脈沖激光制備鈦合金超疏水抗霜凍表面的方法,包括以 下具體步驟:
[0081] 步驟一,將Ti6A14V鈦合金拋光,拋光選用功率為370W,研磨盤轉速為450轉/分, 研磨盤直徑為230mm的金相試樣預磨機,拋光過程需要輔助直徑為200mm、1000目的SiC水 砂紙在所述鈦合金表面進行拋光處理,拋光范圍為l〇〇cm 2,拋光時間10分鐘,得到表面拋光 后的鈦合金樣品;
[0082] 步驟二,將步驟一所述表面拋光后的鈦合金樣品用超聲波清洗儀清洗,超