[发明专利]超疏水铝合金表面制备方法及超疏水铝合金表面

说明书

本发明公开了一种超疏水铝合金表面制备方法及超疏水铝合金表面，其中超疏水铝合金表面制备方法主要包括如下步骤：铝基材预处理，包括切割、打磨、抛光和清洗；光刻处理，清洗烘干；先用80℃的、浓度为0.05M的NaOH刻蚀4.5‑5.5分钟；再用100℃沸水处理45‑50分钟；清洗并烘干；后处理。本发明的方法在保证超疏水铝合金表面性能的同时，能够降低了制备难度和操作复杂度，降低超疏水铝合金表面的制作成本，适用于大规模应用。

技术领域

本发明属于铝合金材料改性领域，尤其是一种超疏水铝合金表面制备方法，以及才用该制备方法制备的超疏水铝合金表面。

背景技术

飞机结冰是指飞机迎风表面发生冰层聚集的现象。飞机表面结冰改变了飞机的外形，增加了表面的粗糙度，从而改变了飞机的气动特性和性能，或使发动机失效。

基于表面改性原理的主动防冰思路是目前重要的发展方向。研究表明：利用超疏水表面的抗水性，可以减少甚至阻止冰霜在超疏水表面的形成，达到防冰的目的。利用超疏水表面防冰相比于传统方法更为安全、环保、低成本、低能耗，更为符合现代对新型飞机的轻量化和高燃油经济性的设计要求。

现有技术已经制备出了具有极大静态接触角和极小滚动角的高性能超疏水表面，但是这些制备方法需要昂贵而复杂的精密设备，并且制备过程复杂，从而仅停留在实验研究阶段，难以实现大规模工业化生产，不能够成熟地应用到飞行器部件表面大面积的微纳二级结构的构建。

因此，申请人认为，如何通过简单的方法降低制备超疏水表面的成本、得到持久性优异的超疏水表面、完善覆冰表征设备、模拟实际工况条件、探究超疏水表面防覆冰性能都将是今后实验研究的主攻方向。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种超疏水铝合金表面制备方法，以降低超疏水表面的成本，使其能够大规模应用。同时，进一步提供一种采用上述制备方法制备的超疏水铝合金表面。

技术方案：一种超疏水铝合金表面制备方法，包括如下步骤：

S1、铝基材预处理，包括切割、打磨、抛光和清洗；

S2、光刻处理，清洗烘干；

S3、先用80℃的、浓度为0.05M的NaOH刻蚀4.5-5.5分钟；再用100℃沸水处理45-50分钟；

S4、清洗并烘干；

S5、后处理。

在进一步的实施例中，所述S1中，所述铝基材为含量99.5%的工业纯铝。

在进一步的实施例中，所述S2光刻处理进一步为：设计掩膜版、涂胶、匀胶、曝光、显影、后烘、采用NaNO₃溶液为电解液，室温蚀刻1.5-2.5分钟，得到具有微米阵列结构表面。

在进一步的实施例中，所述S5的后处理包括：含1%十七氟癸基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中室温浸渍18~28h，在115℃~125℃保温1.5~2.5h后，获得具微纳米二级结构的超疏水表面试样。

在进一步的实施例中，所述S2中，铝基材表面依次使用丙酮、无水乙醇、蒸馏水超声清洗并烘干。

在进一步的实施例中，所述步骤S2中，采用SU-8 2005光刻负胶。

一种采用上述任一制备方法制得的超疏水铝合金表面。

有益效果：在保证超疏水铝合金表面性能的同时，本发明降低了制备难度和操作复杂度，能够降低超疏水铝合金表面的制作成本，适用于大规模应用。

附图说明

图1是本发明掩膜板的示意图。

图2a和图2b分别是光刻刻蚀前铝基表面的整体形貌图和单一凹坑形貌图。