[发明专利]基于纳米阵列的金属防护体系

权利要求书

1.一种基于纳米阵列的金属防护体系，其特征在于，该金属防护体系包括金属基底、设于金属基底上的微纳结构层和涂于该微纳结构层上的表面涂层；该微纳结构层包括锌膜阵列和纳米二氧化钛薄膜，锌膜阵列为通过紫外光刻结合磁控溅射法制备，由微米尺度的点阵构成，纳米二氧化钛薄膜通过电沉积法制备，并将锌膜阵列包覆，该纳米二氧化钛薄膜也表现为一种微米尺度的凸起阵列；该表面涂层为一种低表面能物质。

2.根据权利要求1所述的金属防护体系，其特征在于，该锌膜阵列中单个点阵的长宽高尺度为30×15×1μm。

3.根据权利要求2所述的金属防护体系，其特征在于，该锌膜阵列中点阵之间的上下、左右间隔分别为80μm、50μm。

4.根据权利要求3所述的金属防护体系，其特征在于，该纳米二氧化钛薄膜的厚度为5μm。

5.根据权利要求4所述的金属防护体系，其特征在于，

该金属防护体系的制备过程为：

步骤1，处理金属基底：将金属基底经过14号金相砂纸机械打磨后，放入80℃的除油液中除油5min，再在50℃超声20min，最后依次用丙酮、乙醇、去离子水清洗后，快速热风吹干，在干燥箱中放置20h，备用；

步骤2，制备微纳结构层：

1)沉积锌膜阵列：

在金属基底表面涂覆一层光刻胶，烘干，经过曝光、显影，然后利用磁控溅射技术，在显影后的光刻胶表面蒸镀一层锌膜，锌膜厚度为500nm，然后利用丙酮将光刻胶洗掉，这样在金属基底表面形成了锌膜阵列；

2)配置二氧化钛前驱体溶液：

将12.5ml无水乙醇、0.5ml去离子水及0.25ml盐酸混合，然后将混合液在搅拌的情况下缓慢加入到10ml钛酸四丁酯与12.5ml无水乙醇的混合液中，搅拌30min，超声15min，得到二氧化钛前驱体溶液；

3)制备纳米二氧化钛薄膜：

将上述得到的二氧化钛前驱体溶液加入到三电极槽中，将上述沉积有锌膜阵列的金属基底作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂作为对电极，控制电位在-1.3V，沉积时间为300s，用去离子水冲洗后50℃烘干，得到纳米二氧化钛薄膜；

步骤3，制备表面涂层

将上述得到的覆盖有微纳结构层的金属基底放入1ml的十七氟癸脂三甲基色氨酸硅烷的甲苯溶液(5v％)中，密封，在80℃烘箱中保温5h，完成低表面能物质的修饰。

6.根据权利要求1所述的金属防护体系，其特征在于，在该微纳结构层中，在锌膜点阵上设有氧化锌纳米线，纳米二氧化钛薄膜将锌膜阵列、氧化锌纳米线包覆，纳米二氧化钛薄膜也表现为一种微米尺度的凸起阵列。

7.根据权利要求6所述的金属防护体系，其特征在于，该氧化锌纳米线的长度为3～5μm。