[发明专利]一种有序封闭式微纳复合结构防冰表面及其制备方法

权利要求书

1.一种有序封闭式微纳复合结构防冰表面，其特征在于，包括分布于金属基片上的多个相切的周期性管状微结构，所述管状微结构上设有纳米结构，所述管状微结构和纳米结构组成微纳复合结构，所述管状微结构之间存在空气间隙，所述微纳复合结构之间存在空气间隙。

2.根据权利要求1所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面，其特征在于，所述纳米结构包括茸毛状纳米结构、胶体状纳米结构、小孔状纳米结构和/或珊瑚状纳米结构。

3.根据权利要求1所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面，其特征在于，多个相切的周期性管状微结构在金属基片表面上呈有序排列。

4.根据权利要求1所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面，其特征在于，所述管状微结构的横截面为圆环形。

5.根据权利要求1所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面，其特征在于，所述管状微结构的特征尺寸为180-220μm，所述管状微结构的外径R为90-110μm，内径r为45-55μm，高度h为50-60μm，内圈深度d为50-60μm。

6.制备权利要求1-5任一有序封闭式微纳复合结构防冰表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对待加工的金属基片进行抛光、清洗；

S2：利用脉冲激光在金属基片光滑表面上构建封闭式周期性管状微结构，并在激光加工后用去离子水清洗金属表面；

S3：将激光加工得到的金属表面进行水热法氧化，得到金属表面管状微结构上的纳米结构；

S4：对金属表面进行表面低能化处理，得到具有防冰特性的微纳复合结构表面。

7.根据权利要求6所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面的方法，其特征在于，所述步骤S1中的金属基片为钛合金、铝合金或其他金属，抛光步骤为使用不同型号的砂纸对金属表面进行抛光打磨，清洗方法为使用去离子水将打磨后的金属表面残留物进行冲洗，并放入无水乙醇中进行超声清洗，取出后用去离子水冲洗表面残留的无水乙醇，氮气吹干金属表面。

8.根据权利要求6所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面的方法，其特征在于，所述步骤S2中金属基片表面上多个周期性管状微结构呈相切且有序排列，呈封闭式排列。

9.根据权利要求6所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面的方法，其特征在于，所述步骤S3中对金属表面进行水热法氧化的方法为激光加工得到的金属基片放入60-110℃的H₂O₂溶液中进行氧化，氧化时间1-9h，氧化完成后用清水冲洗金属表面杂质，再放置于450℃的加热板上高温加热1小时，之后以每分钟5℃的速度进行退火，直至降到常温，由此在金属表面周期性管状微结构上生长出纳米结构，从而得到微纳复合结构表面。

10.根据权利要求6所述的有序封闭式微纳复合结构防冰表面的方法，其特征在于，所述步骤S3中低能化处理方法为将微纳复合结构金属表面放置于配制好的2％wt.的七氟十烷基三甲氧基硅烷(Fas-17)乙醇溶液中，溶液需完全覆盖样品表面进行浸泡，浸泡24h后取出置于空气中晾干。