[发明专利]一种制备管道内壁超疏水结构的装置及方法

权利要求书

1.一种制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，包括送丝机构(1)、光纤(2)、层叠式柔性塑料管(4)和激光加工模组(5)；所述光纤(2)一端夹持在送丝机构(1)内，另一端设置在激光加工模组(5)内，激光加工模组(5)设置在层叠式柔性塑料管(4)内，层叠式柔性塑料管(4)设置在管道(3)的内孔里；所述激光加工模组(5)包括壳体(6)和调节套筒(7)；所述壳体(6)为中空结构，壳体(6)内的一端开设有螺纹结构，调节套筒(7)与壳体(6)内壁螺纹连接；壳体(6)内还安装有透镜保持滑块(9)，通过调整调节套筒(7)可使得透镜保持滑块(9)移动，透镜保持滑块(9)内安装有聚焦透镜(10)；壳体(6)内的另一端通过轴承(17)安装有旋转套筒(15)，旋转套筒(15)的一端安装在扁平中空轴直流电机(12)的中空输出轴内；另一端延伸出壳体(6)，且旋转套筒(15)延伸出壳体(6)的端内设置有反射镜(16)；光纤(2)内的激光通过聚焦透镜(10)的聚焦后辐照在反射镜(16)上，激光被反射后穿过旋转套筒(15)上开设的孔，最后辐照在管道(3)内壁上。

2.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，所述透镜保持滑块(9)与平中空轴直流电机(12)之间安装有弹簧(11)。

3.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，所述光纤(2)通过光纤固定套筒(8)安装在调节套筒(7)内。

4.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，所述轴承(17)通过端盖(18)定位。

5.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，所述透镜保持滑块(9)外壁镶嵌有石墨使得透镜保持滑块(9)与壳体(6)内壁之间充分润滑。

6.根据权利要求1所述的制备管道内壁超疏水结构的装置，其特征在于，装置还包括不溶性金属丝(19)，激光加工完管道(3)内壁后，在管道(3)内通入溶液(20)，不溶性金属丝(19)接直流脉冲电源(23)正极，直流脉冲电源(23)负极接管道(3)；从而形成电化学回路，进行电化学反应得到纳米级结构(22)。

7.利用权利要求1-6任一项所述的装置制备管道内壁超疏水结构的方法，其特征在于，先利用光纤激光加工管道内壁，在内壁形成微米结构，再用电沉积的方法在微米结构上镀一层金属，镀层金属氧化后得到纳米结构，从而得到超疏水结构。

8.根据权利要求7所述的制备管道内壁超疏水结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据管道内径选择层叠式柔性塑料管(4)和调节激光加工模组(5)，将激光加工模组(5)安装在层叠式柔性塑料管(4)内；

将层叠式柔性塑料管(4)穿入到管道末端，使得管道和送丝机构(1)的相对位置固定；

选取激光参数，打开扁平中空轴直流电机(12)使反射镜(16)旋转，打开激光器；利用送丝机构(1)回抽激光加工模组(5)，直至管道内壁的微米级结构(21)加工结束，取出层叠式柔性塑料管(4)；

将管道竖置并密封末端，加入溶液，置入不溶性金属丝(19)；

不溶性金属丝(19)接电源正极，管道接电源负极，选取电源参数，打开电源，在管道内壁利用电沉积加工所需表面金属层，直至加工结束，倒出溶液，去除密封，用蒸馏水清洗弯管道；

将管道加热或自然放置于空气中，使内壁镀层氧化形成纳米级结构(22)，得到超疏水结构。

9.根据权利要求7所述的制备管道内壁超疏水结构的方法，其特征在于，电源为直流电源或者直流脉冲电源。