[发明专利]一种铝材各向异性超疏水表面及其制备方法

摘要

本发明涉及一种铝材各向异性超疏水表面的制备技术。该技术采用百洁布、砂纸、钢刷等硬质粗糙材料，对铝材先后进行定向粗磨和定向细磨，放入碱液后去氧化皮、活化，并进一步粗糙化，随后的弱碱性沸水浸泡处理可构建出多级微纳复合结构，经氟硅烷化学改性后，即可获得各向异性超疏水表面，沿着定向打磨方向，铝片具有超疏水性，接触角大于150°，滚动角小于10°，呈Cassie复合态接触，而垂直于打磨方向，接触角无变化，但滚动角在10‑20°之间，水滴更易于沿着打磨时形成的条纹/凹槽的平行方向运动，这种表面在定向冷凝集水、滴状冷凝传热和定向除霜除冰，以及微流体、生物医学设备等领域中有广阔的应用前景。

主权项

1.一种铝材各向异性超疏水表面的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）定向结构构建：将铝或铝合金材料固定，先用工具进行定向粗打磨10‑20次，随后再同向进行定向细打磨10‑20次；所述粗打磨工具包括150‑240粒度的工业百洁布、80‑400目的粗金相砂纸、钢丝直径0.3‑0.5 mm的钢丝刷，所述细打磨工具包括320‑1000粒度的工业百洁布、600‑1200目的金相砂纸、钢丝直径0.1‑0.2 mm的钢丝刷；（2）碱洗：把打磨后的试样先后分别在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗干净，吹干后浸入稀碱溶液中清洗，去离子水清洗，吹干后备用；（3）纳米结构构建：在去离子水中加入表面活性剂和按质量分数0.3‑2 %的三乙醇胺，加热煮沸后，放入打磨并碱洗后的试样，充分反应后，停止加热，待溶液冷却后，取出试样，洗净吹干；所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠、Tween 20、Span 80或氟碳表面活性剂中的任一种或多种混合使用；（4）化学改性：将试样浸泡在氟硅烷乙醇溶液中，水浴反应后用热乙醇清洗吹干，最后置于烘箱中干燥，即制备出具有各向异性超疏水铝合金表面。