超疏水表面廣泛存在于自然界中,如荷葉表面、水稻葉子表面、蜘蛛表面、水黽腿等。這些超疏水表面往往給生物帶來了一些奇特功能,如自清潔、防水等,此外研究人員還發(fā)現(xiàn)超疏水表面具有抗結(jié)冰結(jié)霜、耐腐蝕、減阻、油水分離、液體無泵運(yùn)輸?shù)裙δ?應(yīng)用前景較大。目前,加工超疏水表面需要滿足兩個條件,即構(gòu)建微納米表面微結(jié)構(gòu)和降低表面的表面能。其中,構(gòu)建微納米結(jié)構(gòu)的方法較多,主要包括化學(xué)沉積法、化學(xué)刻蝕法、電化學(xué)刻蝕法、噴涂法、光刻法等。本文采用激光加工的方法制備超疏水表面,相較于其他方法,激光加工方法具有操作簡單、加工速度快、加工參數(shù)易于控制、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)。本文采用光纖激光打標(biāo)機(jī)對金屬表面進(jìn)行加工,其采用波長為1064nm的納秒激光,相比于目前常用于制備超疏水表面的皮秒激光和飛秒激光,納秒激光的單脈沖時間更長,其成本相對更低但加工效率更高。研究了激光器的掃描速度、激光頻率和激光功率對加工金屬表面形貌的影響。納秒激光加工后的金屬表面呈現(xiàn)突起與凹坑的有序規(guī)則排列,增大掃描速率會減小表面的PV值;而增大激光頻率會使得表面有突起凹坑排列轉(zhuǎn)變成波浪結(jié)構(gòu);增大激光功率會明顯增大材料表面PV值。研究了多種金屬在激光器不... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 微結(jié)構(gòu)制備常用方法
    1.3 超疏水基本理論
        1.3.1 固體潤濕性的基本概念
        1.3.2 固體潤濕性的理論模型
        1.3.3 超疏水表面的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
    1.4 超疏水表面常見應(yīng)用方向
    1.5 主要研究內(nèi)容
2 激光加工原理
    2.1 激光加工分類
    2.2 激光器的組成
    2.3 光纖激光打標(biāo)機(jī)的組成
    2.4 激光打標(biāo)機(jī)加工原理
        2.4.1 金屬材料對光能的吸收
        2.4.2 金屬材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)
        2.4.3 金屬材料激光打標(biāo)過程
    2.5 本章小結(jié)
3 納秒激光加工法制備金屬超疏水表面
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與制備過程
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與裝置
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)測量儀器
        3.2.3 鋁表面微結(jié)構(gòu)的制備步驟
    3.3 激光加工參數(shù)對加工表面的影響
        3.3.1 激光掃描速度對加工表面形貌的影響
        3.3.2 激光頻率對加工表形貌的影響
        3.3.4 激光功率對加工表形貌的影響
    3.4 多種金屬激光加工超疏水性能研究
        3.4.1 超疏水表面的制備步驟
        3.4.2 激光器參數(shù)因素水平取值
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素影響水平分析
    3.5 本章小結(jié)
4 激光加工法制備超疏水表面的性能研究
    4.1 引言
    4.2 耐摩擦性能
    4.3 自清潔性能
    4.4 耐腐蝕性能
    4.5 抗結(jié)冰性能
    4.6 流體減阻性能
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Fabrication of Superhydrophobic Micro Post Array on Aluminum Substrates Using Mask Electrochemical Machining[J]. Jing Sun,Wei Cheng,Jin-Long Song,Yao Lu,Yan-Kui Sun,Liu Huang,Xin Liu,Zhu-Ji Jin,Claire J-Carmalt,Ivan P-Parkin.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(04)

碩士論文
[1]基于納秒激光的金屬微流道成型及質(zhì)量研究[D]. 呂宋.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[2]鈦合金基體上極端潤濕性表面的制備及其性能研究[D]. 王莉莉.大連理工大學(xué) 2017
[3]超快激光加工鋁基超疏水表面及其浸潤性控制研究[D]. 陶然.湖北工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3192320