CN109702345A - 一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢超疏水‑超亲水表面，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。本发明中超疏水表面具有优异的超疏水性能，液滴粘附性非常小，极易滚落；而超亲水区会将液滴吸附，楔形或三角形的超亲水区顶端的液滴会在楔形或三角形产生的普拉斯压力驱动下，自动朝楔形或三角形底部快速运动，与其交替排列超疏水区会排斥液滴的定向运输，两者相互协同作用，使冷凝小液滴不断的汇集到亲水汇集区，实现高集中度自驱动集水，加速液滴的脱落，从而加快冷凝传热效率。本发明提供了一种不锈钢超疏水‑超亲水表面的制备方法及其应用。
Description
技术领域
本发明涉及金属基材表面改性技术领域，具体涉及一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用。
背景技术
在很多重要的应用中，例如热量的传递、海水淡化、集水等，水蒸气的凝结都是非常重要的一个过程。在固体表面，冷凝过程包括滴状冷凝和膜状冷凝，冷凝方式取决于冷凝表面的润湿性。滴状冷凝能够大幅度提高热传导的效率，研究显示，相对于膜状冷凝，滴状冷凝的传热效率可以提高10倍以上。
冷凝设备是一种用于促成冷凝作用的设备，它主要利用热交换原理使蒸汽冷却凝结为液体。较常见的冷凝设备如冷凝管，由于冷凝管直径有限，高温气体或液体流经内管接触面积也有限，以致使热交换不充分，最终冷凝效率不高，若使传热设备的尺寸增大，则会大幅度增加冷凝成本。此外，传统的冷凝设备主要使用玻璃、金属或合金等材料制备，这些材料的表面表现为亲水性(本征接触角小于90°)，不利于表面凝结液滴的脱落。因此，对于持续滴状冷凝过程而言，冷凝液滴不润湿表面以及能够在不增加传热设备的尺寸时，使冷凝液滴快速脱离表面是提高冷凝效率的关键。
超疏水表面，一般是指与水的接触角大于150°的表面，液滴在这种表面以超疏水的Cassie态存在，这种状态下，水滴在很小的倾斜角下就容易脱附，可以保持表面的滴状冷凝特性。目前，随着对金属和合金材料的表面改性越来越普遍，对超疏水表面的研究也较为广泛。例如：专利CN201710134468中公开了一种空气环境下激光选择性熔化金属纳米颗粒溶液增材制造疏水表面的方法，改发明方法需要化学辅助，且金属纳米颗粒铺展难以均匀导致激光熔覆质量不稳定，加工效率不高；专利CN201710017934中公开了激光制备金属仿生超疏水表面，将样品激光处理一遍后，平面旋转90°再处理第二次，即类似网格加工，加工步骤中旋转不严谨，使得样品没有标准统一。然而以上几种方法制得的超疏水表面只能防止液滴在表面凝结，而不能使冷凝液滴快速脱离表面，对冷凝设备冷凝效率的提高非常有限。
有鉴于此，提供一种能使冷凝液滴快速脱离的表面及其制备方法，对提高冷凝效率、降低能耗具有重要的意义。
发明内容
本发明第一方面的目的在于克服上述技术不足，提出一种不锈钢超疏水-超亲水表面，该表面能汇集液滴，使液滴快速脱离表面；本发明第二方面的目的在于，提供一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法；本发明第三方面的目的在于，提供一种不锈钢超疏水-超亲水表面的应用。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种不锈钢超疏水-超亲水表面，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。
本发明的技术方案还提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
S1.利用脉冲激光扫描将预处理后的不锈钢表面加工成超亲水表面；
S2.将所述超亲水表面经过烘烤，得到超疏水表面；
S3.用脉冲激光扫描在所述超疏水表面加工出多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
本发明的技术方案还提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面在强化冷凝传热效率或蒸发传热效率方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、本发明中的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面具有优异的超疏水性能，液滴粘附性非常小，极易滚落；而超亲水区会将液滴吸附，楔形或三角形的超亲水区顶端的液滴会在楔形或三角形产生的普拉斯压力驱动下，自动朝楔形或三角形底部快速运动，与其交替排列的楔形或三角形的超疏水区会排斥液滴的定向运输，两者相互协同作用，使冷凝小液滴不断的汇集到亲水汇集区，实现高集中度自驱动集水，加速液滴的脱落，从而加快冷凝传热效率；
2、本发明提供的制备方法无化学修饰，工艺简单，操作方便，效率高，能耗少，成本低，且本发明的制备方法中工艺参数容易控制，易于实现工业应用；
3、本发明提供的不锈钢超疏水-超亲水表面具有优异的冷凝性能，能大大增加不锈钢换热率，能提高冷凝效率、蒸发传热效率以及集水效率，具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面的接触角图片(a)和滚动角图片(b)；
图2为本发明实施例2中的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面的接触角图片(a)和滚动角图片(b)；
图3为本发明实施例3中的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面的接触角图片(a)和滚动角图片(b)；
图4为本发明不锈钢超疏水-超亲水表面结构示意图，其中，A为超亲水区，B为超疏水区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个子阵列之间分布有超亲水汇集区。
本发明中，若每一行为一个子阵列，则每行中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每行之间分布有超亲水汇集区；若每一列为一个子阵列，则每列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每列之间分布有超亲水汇集区；以实现冷凝小液滴的汇集。
此外，需要说明的是，本发明中楔形或三角形的超亲水区中较宽的一端与超亲水汇集区连接，以便在超亲水区的液滴普拉斯压力驱动下，将液滴从楔形或三角形较窄的一端，推向楔形或三角形较宽的一端，从而促使相邻小液滴融并成大液滴，在超亲水汇集区汇集，从而加速液滴的脱落。
在本发明的一些优选实施方式中，每个楔形或三角形的超疏水区和超亲水区的夹角相同，该夹角均为3～7°。
更优选地，每个楔形或三角形的超疏水区和超亲水区的夹角均为5°。
本发明通过优化楔形或三角形的超疏水区和超亲水区的夹角，以加速水滴在超亲水区的聚集，以及加速水滴在超疏水区脱离。
本发明的实施例还提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
(1)利用脉冲激光扫描将预处理后的不锈钢表面加工成超亲水表面；
(2)将步骤(1)中处理后的超亲水表面经过烘烤，得到超疏水表面；
(3)再用脉冲激光扫描在步骤(2)中的超疏水表面加工出多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
本发明中，可以在步骤(2)中的超疏水区表面编制出所需要的结构图案，再用脉冲激光扫描加工该结构图案，使激光处理过的图案区域转换超亲水表面，未经处理的区域仍表现为超疏水特性；还可以在激光振镜控制软件中导入所需要的结构图案，在脉冲激光扫描时直接用计算机程序控制加工该结构图案，本发明还可以采用本领域常规的方法在超疏水区表面编制出所需要的结构图案。
本发明中，步骤(1)和步骤(3)中脉冲激光扫描可以采用振镜进行光束扫描或使用运动平台装置实现，以在不锈钢表面加工出无数微纳结构的超亲水表面。
若脉冲激光扫描采用振镜进行光束扫描，振镜扫描的速度为0.1mm/s～30m/s，激光的通断及振镜的扫描范围、扫描轨迹和加工速度均由计算机程序控制和设定；
若脉冲激光扫描采用运动平台装置实现，则将光束固定，不锈钢样品相对光束运动，平台运动的速度为0.1mm/s～3m/s，激光的通断、平台运动轨迹和速度均由计算机程序控制和设定。
本发明中，脉冲激光扫描的波长小于1550nm，脉冲激光扫描的脉宽大于10ns，单脉冲能量小于1.03mJ。
本发明中，脉冲激光扫描的重复频率为70～1000kHz，脉冲激光扫描的脉宽为10～500ns。
在本发明的一些优选实施方式中，脉冲激光扫描的重复频率为100～500kHz，脉冲激光扫描的脉宽为100～300ns，扫描速度为100～900mm/s。
更优选地，脉冲激光扫描的波长为1064nm，脉冲激光扫描的脉宽为200～300ns，单脉冲能量为0.5～0.6mJ，扫描速度为100～200mm/s。
本发明中，步骤(2)中超疏水表面具体采用如下方法制备：将步骤(1)中处理后的超亲水表面在温度为100～250℃，湿度为40～60％RH，在常压下烘烤8～12h，即可。
在本发明的一些优选实施方式中，将步骤(1)中处理后的超亲水表面在温度为120℃，湿度为45％RH，在常压下烘烤8h。
本发明中，通过脉冲加工激光参数以及加热参数的优选，制得的超疏水表面具有微米级的乳突状结构或纳米级的颗粒状或裂纹状结构，不锈钢表面最大接触角可达165.2°，最小滚动角为3.1°，具有非常好的超疏水性能。
本发明中，步骤(1)还包括对不锈钢表面进行预处理，具体采用如下方法进行预处理：将待处理的不锈钢表面进行抛光处理后，用去离子水对表面抛光后的不锈钢进行清洗，清洗后，将不锈钢表面用冷风吹干或室温自然晾干，即可。
本发明中，采用功率为370W、研磨盘转速为450转/分、研磨盘直径为230mm的金相试样预磨机对待处理的钛合金不锈钢表面进行抛光处理，且抛光处理过程中辅助直径为200mm、1000目的SiC水砂纸在钛合金不锈钢表面进行抛光处理，抛光范围是100cm2，抛光时间10～15min。
本发明中，用去离子水、无水乙醇和去离子水对表面抛光后的钛合金不锈钢进行清洗时，是采用超声清洗仪对其进行清洗，超声清洗仪的超声频率为40kHz，去离子水电阻率为18.25兆欧，去离子水将表面抛光后的钛合金不锈钢淹没，在室温下清洗30min。
以上只是列举了一种对钛合金不锈钢表面的预处理方法，本发明中，还可以采用其他的方式对钛合金不锈钢表面进行抛光处理以及清洗，只要能保证得到表面结净的钛合金不锈钢即可。
本发明中的超亲水汇集区是由超亲水表面构成的，其形状可以为矩形的，也可以为楔形或三角形的，本发明中对超亲水汇集区的形状不做特别的限制，只要其能够起到将超亲水区的水滴汇集的作用就行。
本发明的实施例还提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面在强化冷凝传热效率或蒸发传热效率方面的应用。
在本发明的一些优选实施方式中，不锈钢为304不锈钢。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和对比例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明中的实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为市售购得。
实施例1：
本实施例提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用功率为370W、研磨盘转速为450转/分、研磨盘直径为230mm的金相试样预磨机对待处理的304不锈钢表面进行抛光处理，抛光处理过程中辅助直径为200mm、1000目的SiC水砂纸在不锈钢表面进行抛光处理，抛光范围是100cm2，抛光时间10分钟，得到表面抛光后的不锈钢；然后用超声波清洗仪清洗对表面抛光后的不锈钢进行清洗，超声波清洗仪超声波频率为40kHz，用电阻率为18.25兆欧的去离子水淹没不锈钢表面，在室温下连续清洗30分钟，室温自然晾干或冷风吹干，得到洁净的不锈钢样品；
(2)采用短脉冲激光器对步骤(1)中洁净的不锈钢样品进行激光扫描加工，在不锈钢样品表面加工出无数微结构的超亲水表面，激光器波长为1064nm，激光器脉宽为220ns，单脉冲能量为0.54mJ，重复频率为100kHz；采用X-Y扫描振镜进行激光扫描，使激光束以150mm/s的扫描速度逐行逐列烧蚀不锈钢样品表面，其中振镜由X-Y光学扫描头、电子驱动放大器、光学反射镜片和场镜组成，振镜的扫描范围和速度、线扫描和面扫描路径均由电脑进行控制和设定，电脑提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描头，从而在X-Y平面控制激光束的偏转，样品相对于激光光束沿x方向移动，通过控制移动速度和激光脉冲重复频率，使其脉冲重合度达到1～99％，完成移动后，再沿y方向单步步进，通过控制步进距离，使其光束重合度在y方向达到1～99％，工作台反转，不锈钢样品加工范围为100mm×100mm；
(3)将步骤(2)中经过激光加工处理后的钛合金不锈钢放入电热干燥箱中烘烤，在温度为120℃，湿度为45％RH，常压下恒温烘烤10h，得到钛合金不锈钢超疏水表面；
(4)再采用与步骤(2)中相同的方法和激光加工参数用脉冲激光扫描，在步骤(3)中的不锈钢超疏水表面加工出超亲水区，形成多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
本实施例中制得的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面呈现优异的疏水性，其与水的接触角示意图如图1(a)所示，滚动角示意图如图1(b)所示，由于超亲水区域液滴在不锈钢表面完全铺展开，无法测量其接触角和滚动角。
实施例2：
本实施例提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用与实施例1中相同的方法对304不锈钢表面进行预处理，得到洁净的不锈钢样品；
(2)采用短脉冲激光器对步骤(1)中洁净的不锈钢样品进行激光扫描加工，在不锈钢样品表面加工出无数微结构的超亲水表面，激光器波长为1064nm，激光器脉宽为220ns，单脉冲能量为0.60mJ，重复频率为150kHz；采用运动平台装置进行激光扫描，将步骤(1)中得到的洁净不锈钢样品固定于运动工作平台上，利用透镜将激光光束聚焦在样品上，使不锈钢样品的表面相对于超快激光器光束的聚焦刻蚀光斑沿x、y、z三维方向移动，扫描速度为200mm/s，通过逐行逐列烧蚀不锈钢样品表面，实现微纳结构的刻蚀；运动平台单元为三维伺服精密移动平台，平台移动的范围、速度、方向均由计算机控制，可沿X、Y、Z三维方向移动，不锈钢样品加工范围为100mm×100mm；
(3)将步骤(2)中经过激光加工处理后的钛合金不锈钢放入电热干燥箱中烘烤，在温度为100℃，湿度为42％RH，常压下恒温烘烤10h，得到钛合金不锈钢超疏水表面；
(4)再采用与步骤(2)中相同的方法和激光加工参数用脉冲激光扫描，在步骤(3)中的不锈钢超疏水表面加工出超亲水区，形成多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
本实施例中制得的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面呈现优异的疏水性，其与水的接触角示意图如图2(a)所示，滚动角示意图如图2(b)所示。
实施例3：
本实施例提供了一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用与实施例1中相同的方法对不锈钢表面进行预处理，得到洁净的不锈钢样品；
(2)采用短脉冲激光器对步骤(1)中洁净的不锈钢样品进行激光扫描加工，在不锈钢样品表面加工出无数微结构的超亲水表面，激光器波长为1064nm，激光器脉宽为220ns，单脉冲能量为0.7mJ，重复频率为200kHz；采用运动平台装置进行激光扫描，将步骤(1)中得到的洁净不锈钢样品固定于运动工作平台上，利用透镜将激光光束聚焦在样品上，使不锈钢样品的表面相对于超快激光器光束的聚焦刻蚀光斑沿x、y、z三维方向移动，扫描速度为250mm/s，通过逐行逐列烧蚀不锈钢样品表面，实现微纳结构的刻蚀；运动平台单元为三维伺服精密移动平台，平台移动的范围、速度、方向均由计算机控制，可沿X、Y、Z三维方向移动，不锈钢样品加工范围为100mm×100mm；
(3)将步骤(2)中经过激光加工处理后的钛合金不锈钢放入电热真空干燥箱中烘烤，在温度为100℃，湿度为42％RH，常压下恒温烘烤10h，得到钛合金不锈钢超疏水表面；
(4)再采用与步骤(2)中相同的方法和激光加工参数用脉冲激光扫描，在步骤(3)中的不锈钢超疏水表面加工出超亲水区，形成多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
本实施例中制得的不锈钢超疏水-超亲水表面中的超疏水表面呈现优异的疏水性，其与水的接触角示意图如图3(a)所示，滚动角示意图如图3(b)所示。
比较例1：
以只进行过于预处理后的不锈钢样品作为比较例1，其预处理方法与实施例1中的方法相同。
比较例2：
以不锈钢超疏水表面样品作为比较例2，该不锈钢超疏水表面样品的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
试验例：
1、试验方法：
(1)测量实施例1～3和比较例1～2中的不锈钢样品表面的接触角和滚动角，测试方法如下：在用电阻率为18.25兆欧的去离子水，利用光学接触角表面界面张力测量仪测试不锈钢超疏水-超亲水表面的接触角、滚动角：采用接取法测量，在加液针头下形成所需体积的悬挂液滴，调节样品平台的Z轴使样品表面上升，当样品表面与加液针头下悬挂的液滴底部接触时，液滴就从加液针头转移到样品表面，然后再通过调节样品台Z轴使样品表面下降到原来的位置进行测量，由于制备得到的不锈钢表面超疏水性能优异，3～8微升的水滴无法附着，所以水滴体积为9微升，测试温度为25.5℃，湿度为19.5％RH。
(2)测试实施例1～3和比较例1～2中的不锈钢样品表面的冷凝效率，采用如下方法测试：在密闭恒温恒湿，温度约为20±1℃，相对湿度为80±2％下进行测试，将直径为60mm的不锈钢超疏水-超亲水表面垂直安装在控制室中，使水剧烈煮沸以除去不可冷凝的气体，通过光学显微镜和高速相机(Photron FASTCAM SA4)观察凝结液滴的动态行为，通过计量罐测量一定时间内样品冷凝液滴质量以及利用热电偶(TT-K-40)数据实时采集冷凝块内部的温度Ti，其中：室温为25℃，普通304不锈钢的冷凝传热系数为40.955W/㎡·K，根据一维传热定律，由样品内部的温度推导出样品表面的温度：
其中：Ti为冷凝块的内部温度(°)；
Δl为测温点到冷凝表面的距离(mm)；
λ为冷凝样品的热导率(W.m-1.K-1)
再根据传热学理论测的样品表面的到热量Q和冷凝传热系数h：
其中：M为冷凝液的质量(g)；
Hfg为冷凝液汽化潜热(J/kg)；
t为冷凝时间(min)；
Q为样品冷凝表面的导热量(J)；
TS为蒸汽温度(°)；
Tw为冷凝样品表面温度(°)；
A为冷凝样品的有效传热面积(mm2)。
2、试验结果
实施例1～3以及比较例1～2中的接触角、滚动角和冷凝传热系数见表1。
表1试验结果
| 实施例 | 接触角/° | 滚动角/° | 冷凝传热系数/(W/㎡·K) |
| 实施例1 | 158.0 | 3.1 | 92.105 |
| 实施例2 | 157.4 | 5.7 | 87.652 |
| 实施例3 | 155.2 | 6.9 | 81.156 |
| 比较例1 | 73.2 | 10.8 | 40.955 |
| 比较例2 | 158.0 | 3.1 | 69.142 |
由表1可以看出，实施例1～3中的冷凝传热系数均高于比较例1和比较例2，说明本发明提供的不锈钢超疏水-超亲水表面与未经处理的不锈钢表面以及不锈钢疏水表面相比，能显著提升冷凝效率。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种不锈钢超疏水-超亲水表面，其特征在于，在不锈钢表面分布有多个子阵列，每个所述子阵列中多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区。
2.根据权利要求1所述的不锈钢超疏水-超亲水表面，其特征在于，每个楔形或三角形的超疏水区和超亲水区的夹角相同，所述夹角为3～7°。
3.一种不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.利用脉冲激光扫描将预处理后的不锈钢表面加工成超亲水表面；
S2.将所述超亲水表面经过烘烤，得到超疏水表面；
S3.用脉冲激光扫描在所述超疏水表面加工出多个超疏水区和多个超亲水区呈楔形或三角形交替排列的子阵列，每个所述子阵列之间分布有超亲水汇集区，即得超疏水-超亲水表面。
4.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光扫描可以采用振镜进行光束扫描或使用运动平台装置，若所述脉冲激光扫描采用振镜进行光束扫描，振镜扫描的速度为0.1mm/s～30m/s；若所述脉冲激光扫描采用运动平台装置，则将光束固定，不锈钢相对光束运动，平台运动的速度为0.1mm/s～3m/s。
5.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光扫描的波长小于1550nm，所述脉冲激光扫描的脉宽大于10ns，所述单脉冲能量小于1.03mJ，所述脉冲激光扫描的重复频率为70～1000kHz。
6.根据权利要求5所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光扫描的脉宽为100～300ns，所述脉冲激光扫描的重复频率为100～500kHz，扫描速度为100～900mm/s。
7.根据权利要求6所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光扫描的波长为1064nm，所述脉冲激光扫描的脉宽为200～300ns，所述单脉冲能量为0.5～0.6mJ，所述扫描速度为100～200mm/s。
8.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中具体采用如下方法制备超疏水表面：将所述超亲水表面在温度为100～250℃，湿度为40～60％RH，常压下烘烤8～12h即可。
9.根据权利要求3所述的不锈钢超疏水-超亲水表面的制备方法，其特征在于，所述不锈钢表面采用如下方法进行预处理：将不锈钢表面进行抛光处理后，用去离子水对不锈钢表面进行超声清洗。
10.一种如权利要求1或2所述的不锈钢超疏水-超亲水表面在强化冷凝传热效率或蒸发传热效率方面的应用。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110653559A (zh) * | 2019-08-19 | 2020-01-07 | 广东工业大学 | 一种具有高效滴状凝结的金属表面及其制备方法 |
| CN111001938A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-14 | 中南大学 | 一种液滴自发快速运输方法 |
| CN111379767A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-07-07 | 常熟理工学院 | 一种用于无落差定向输运液体的表面结构 |
| CN111707122A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-25 | 华南理工大学 | 一种具有表面混合润湿性的外翅片管及其制备方法 |
| CN111975202A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-24 | 江苏大学 | 一种异种金属材料的激光焊接方法 |
| CN113102200A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-13 | 南京航空航天大学 | 一种强化滴状冷凝传热的超亲液-超滑图案化表面及其加工方法 |
| CN114769848A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-22 | 山东大学 | 一种条纹状亲疏水异质表面的加工方法及其应用 |
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2018
- 2018-12-26 CN CN201811599052.XA patent/CN109702345A/zh not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110653559A (zh) * | 2019-08-19 | 2020-01-07 | 广东工业大学 | 一种具有高效滴状凝结的金属表面及其制备方法 |
| CN111001938A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-14 | 中南大学 | 一种液滴自发快速运输方法 |
| CN111379767A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-07-07 | 常熟理工学院 | 一种用于无落差定向输运液体的表面结构 |
| CN111379767B (zh) * | 2020-02-17 | 2021-12-07 | 常熟理工学院 | 一种用于无落差定向输运液体的表面结构 |
| CN111707122A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-25 | 华南理工大学 | 一种具有表面混合润湿性的外翅片管及其制备方法 |
| CN111975202A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-24 | 江苏大学 | 一种异种金属材料的激光焊接方法 |
| CN113102200A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-13 | 南京航空航天大学 | 一种强化滴状冷凝传热的超亲液-超滑图案化表面及其加工方法 |
| CN114769848A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-22 | 山东大学 | 一种条纹状亲疏水异质表面的加工方法及其应用 |
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