[发明专利]一种可控制撞击液滴反弹方向的超疏水表面及其构建方法

权利要求书

1.一种可控制撞击液滴反弹方向的超疏水表面，其特征在于，所述超疏水表面构建有第一格栅阵列（1）和第二格栅阵列（2），且所述第一格栅阵列（1）和第二格栅阵列（2）中的格栅阵列相互垂直但不交叉，所述第一格栅阵列（1）不贯穿超疏水表面，第二格栅阵列（2）贯穿超疏水表面，在所述第一格栅阵列（1）和第二格栅阵列（2）结构表面生长有纳米线阵列结构，第一格栅阵列（1）中的格栅尺寸为：高度为0.5~0.9 mm，宽度为0.1~0.15 mm，格栅间隔距离为0.25~0.8 mm，第二格栅阵列（2）中的格栅尺寸为：高度为0.5~0.9 mm，宽度为0.1~0.15 mm，格栅间隔距离为0.1~0.25 mm；液滴反弹离开试样表面后均朝向未贯穿试样表面的第一格栅方向偏离，所述第一格栅阵列（1）和第二格栅阵列（2）需满足以下条件A或B：

A:所述第一格栅阵列（1）中的格栅较第二格栅阵列（2）中的格栅稀疏；

B:所述第一格栅阵列（1）的格栅高度和第二格栅阵列（2）的格栅高度相同，且所述第一格栅阵列（1）的格栅宽度和第二格栅阵列（2）的格栅宽度相同。

2.根据权利要求1所述的超疏水表面，其特征在于，所述超疏水表面的基体材料为金属基体材料钛及其合金材料。

3.根据权利要求1所述的超疏水表面，其特征在于，第二格栅阵列（2）中的格栅间隔距离为0.25mm；第一格栅阵列（1）中的格栅间隔距离为0.25~0.65mm。

4.根据权利要求3所述的超疏水表面，其特征在于，第一格栅阵列（1）中的格栅间隔距离为0.35、0.45、0.55、0.65 mm。

5.根据权利要求1-4任一所述的超疏水表面的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）采用金相砂纸对基体进行打磨，直至表面没有明显划痕，并进行抛光处理，最后采用去离子水、丙酮、无水乙醇以及去离子水依次进行超声清洗并晾干待用；

2）采用超精细铣床加工工艺对基体表面进行加工制成所述第一格栅阵列（1）和第二格栅阵列（2）；

3）采用水热处理方法，在上述格栅结构表面生长纳米线阵列结构；

4）最后，将试样置入十七氟硅烷乙醇溶液中浸渍一定时间后，随后在烘箱中热烘以获得含有微纳米复合结构的超疏水表面。

6.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述步骤1)中的表面预处理过程为：依次采用1~6号金相砂纸打磨金属基体材料表面，随后进行机械抛光处理，直至在显微镜下观察无明显划痕为止，并依次在去离子水、丙酮、无水乙醇以及去离子水中超声清洗10min，晾干备用。

7.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述步骤3）中水热处理方法制备纳米线过程为：将步骤2）加工成的格栅试样置于反应釜内衬中，加入0.5~1.5 M的NaOH水溶液后放入一定温度的烘箱中保温一定时间，待冷却至室温后取出洗净，随后放入0.5~1.5 M的HCl稀溶液中浸泡25~35 min后洗净，最后进行退火处理；所述一定温度为180~240 ℃，所述保温一定时间为1~4 h，退火处理工艺条件为500 ℃，保温3 h，即可在亚毫米级格栅结构表面获得纳米线结构。

8.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述步骤4）中，所用十七氟硅烷乙醇溶液溶度为0.5~1.5 wt%、浸渍时间为20~28 h、烘箱温度控制为100~150 ℃、热烘时间为1~3 h，即可获得可控制撞击液滴反弹方向的超疏水表面。