CN109811342B - 网掩膜大面积制备微凹坑结构和超疏水金属表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了网掩膜大面积制备微凹坑结构和超疏水金属表面的方法。该方法包括：(1)在金属表面施加具有第一预定孔径的有机材料网；(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，以便使有机材料网熔化，从而在金属表面形成具有第二预定孔径的有机掩膜；(3)对未被有机掩膜覆盖的金属表面进行刻蚀，以便在金属表面获得微凹坑结构；(4)利用清洗剂对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去有机掩膜，得到具有微凹坑结构的金属表面。该方法可高效制备得到大面积的微凹坑结构金属表面，通过刻蚀特定结构的微凹坑结构，可以获得大面积超疏水金属表面。

Description

网掩膜大面积制备微凹坑结构和超疏水金属表面的方法

技术领域

本发明涉及微细特种加工技术领域，具体而言，本发明涉及用于金属表面制备大面积微凹坑结构及其超疏水特性表面的制备工艺。

背景技术

金属表面的大面积微凹坑结构在细胞过滤与筛选、滑动轴承摩擦表面存油等诸多方面具有应用价值。金属表面阵列微结构批量化制备常用模板沉积法、化学刻蚀法、阵列电极电加工等方法。模板沉积法是先制作出与所需微结构匹配的有机材料模板平铺在平板上，然后通过沉积过程在平板上生长金属，生长过程中金属会填充未被有机材料模板阻挡的区域，再通过化学溶剂去除有机模板，得到与模板一致的表面阵列微凹坑结构。模板法成形较为准确，但需要提前准备的大面积的精细结构阳模制作难度大。化学刻蚀法主要通过控制化学刻蚀或电化学刻蚀的工艺参数，通过化学反应去除金属材料，从而在金属表面形成凹凸不平的微观结构。化学刻蚀法虽然工艺操作简单，但对金属材料有选择性、成形精度较低，无法得到特定的微凹坑结构。采用预先制备好的阵列微细电极，进行复制式电解或电火花成形加工方法，虽然可较高精度制备阵列微凹坑甚至复杂阵列微结构，但大面积阵列工具电极本身难以制作，而且加工过程对加工系统装备的精度要求较高、工艺成本高。

另一方面，大面积超疏水金属表面具有广阔的应用前景，比如可应用于水下减阻、表面防腐、表面防结冰、表面自清洁等相关的诸多领域。目前主要有两类方法可在金属表面上制备出超疏水结构：第一类，先将金属表面进行粗糙化处理，然后用低表面能物质覆盖修饰(如氟硅烷、硫醇等)以获得超疏水表面；第二类，在金属表面构建特殊的微观结构(比如球形凹坑、蘑菇状柱阵列等)，直接获得超疏水表面。第一类方法的工艺过程相对易于实现，可通过电化学加工、电刷镀、化学刻蚀等多种方法进行表面粗糙化处理，低表面能物质修饰也可利用气相沉积、化学镀膜等成熟技术。但其主要问题是由于修饰物质与金属基体的性质差异，造成修饰物质易脱落使其表面失去超疏水特性。第二类方法通过金属微结构直接构造超疏水表面，不仅可避免第一类方法修饰材料易脱落问题，而且金属表面规则一致、可靠性高。但要直接在金属表面制备出形状规则可控的大量阵列特殊微结构具有难度。目前国内外研究者已尝试了模板沉积法、精密微细电火花线切割、电刷镀等方法，分别在金属表面构建球形凹坑、栅栏阵列多重结构、荷叶表面多重乳突的仿生结构，使其直接获得超疏水表面特性。但上述常用方法还存在工艺过程复杂、制备效率低、工艺及设备成本高、不适合大面积制备等某一或多方面不足。

综上所述，目前还尚缺一种在金属表面上低成本、高效率、大面积可靠地制备阵列式微凹坑结构以及超疏水表面的工艺。

另外，除上述常见的超疏水表面应用领域之外，超疏水表面还有望应用于电解加工用工具电极表面，以提高电解加工定域性精度。这是因为材料表面亲疏水性对其在液体环境下表面气泡行为有显著影响，超疏水表面能够使气泡停留时间更长。但在自然条件下气泡会逐渐溶解于液体中，稳定均匀的气膜难以长时间维持。然而，对于电解加工中作为阴极的工具电极上将不断生成气泡作为补充气体，这样若工具电极表面能制备为超疏水特性，可以在工具电极表面形成一层长时间稳定的均匀气膜。这层稳定气膜可以隔绝电极侧壁作为一种“无形”绝缘膜隔离电解液，从而阻止工具电极侧壁产生的杂散腐蚀，提高电解加工定域性精度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出网掩膜大面积制备微凹坑结构和超疏水金属表面的方法，该方法可高效制备得到大面积的微凹坑结构金属表面，具有广阔的应用前景。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种在金属表面制备微凹坑结构的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)在金属表面施加具有第一预定孔径的有机材料网；(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，以便使所述有机材料网熔化，从而在所述金属表面形成具有第二预定孔径的有机掩膜；(3)对未被所述有机掩膜覆盖的所述金属表面进行刻蚀，以便在所述金属表面获得微凹坑结构；(4)利用清洗剂对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去所述有机掩膜，得到具有微凹坑结构的金属表面。

根据本发明实施例的在金属表面制备微凹坑结构的方法，首先将有机材料网施加于待加工的金属表面，该有机材料网可通过现有成熟的有机材料网编织技术获得，可实现批量化制造且工艺成本较低；进而，通过对试样进行加热，可使有机材料网在金属表面熔化，通过精确控制有机材料网的熔化程度，可以调控有机材料网微观尺度，以获得未被有机物覆盖部位残留孔径的大小，从而在金属表面上得到所需孔径尺寸的有机掩膜；在对未被有机掩膜覆盖的金属表面刻蚀得到微凹坑结构后，利用清洗剂除去有机掩膜并对金属表面进行清洗，即可获得具有微凹坑结构金属表面。本发明的方法对金属基体材料无特殊要求，工艺适用范围广，且作为掩膜的有机材料网制备工艺成熟、成本低，制备出的大面积微凹坑结构有望与生物、光学等学科要求结合，获得进一步的功能拓展。另外，方法中可通过在金属表面刻蚀得到具有疏水特性的微凹坑结构，获得大面积超疏水表面，该超疏水表面具有减阻、防腐蚀、防结冰等功能，在军事国防、建筑材料、交通工具等领域中有重要的应用前景。

另外，根据本发明上述实施例的在金属表面制备微凹坑结构的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一预定孔径为100～300μm。

在本发明的一些实施例中，所述有机材料网由选自锦纶、涤纶、纳纶、尼龙和聚己内酯(PCL)中的至少之一形成。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)之前，对所述有机材料网施加拉应力和/或压应力。

在本发明的一些实施例中，所述加热处理采用空间环境加热方法或金属加热传热方法。

在本发明的一些实施例中，所述加热处理在50～300℃下进行5～20min完成。

在本发明的一些实施例中，所述加热处理的升温速率为0.5～10℃/min。

在本发明的一些实施例中，所述第二预定孔径为100～250μm。

在本发明的一些实施例中，所述刻蚀包括化学刻蚀和电化学刻蚀。

在本发明的一些实施例中，所述电化学刻蚀中，阳极电位为0.3～0.5V，电解时间为10～15min。

在本发明的一些实施例中，所述微凹坑结构呈内凹球形。

在本发明的一些实施例中，所述清洗剂选自甲酸、苯酚、浓硫酸、二甲苯和正丁醇7:3(v/v)混合液、二氯甲烷和醋酸中的至少之一。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的在金属表面制备微凹坑结构的方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的在平面金属基体表面制备微凹坑结构的过程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的在曲面金属基体表面制备微凹坑结构的过程示意图；

图4是根据本发明一个实施例的在棒状金属基体表面制备微凹坑结构的过程示意图；

图5是实施例1中获得的有机掩膜的表面形貌图；

图6是实施例2中获得的有机掩膜的表面形貌图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种在金属表面制备微凹坑结构的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)在金属表面施加具有第一预定孔径的有机材料网；(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，以便使有机材料网熔化，从而在金属表面形成具有第二预定孔径的有机掩膜；(3)对未被有机掩膜覆盖的金属表面进行刻蚀，以便在金属表面获得微凹坑结构；(4)利用清洗剂对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去有机掩膜，得到具有微凹坑结构的金属表面。

对于不同的金属基体材料、不同的掩膜材料、不同的工件表面形状而言，具体工艺过程的工艺参数可以略有不同，但其关键工艺步骤的实施方式均主要包括：有机材料网与金属基体的结合工艺步骤、精确控温加热掩膜制作的工艺步骤、刻蚀工艺步骤、掩膜去除工艺步骤。下面参考图1～4对根据本发明实施例的在金属表面制备微凹坑结构的方法进行进一步的详细描述。参考图1，根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：施加有机材料网

该步骤中，在金属表面施加具有第一预定孔径的有机材料网。本发明的方法对金属表面的形状没有特别限制。根据本发明的一些实施例，金属表面可以是平面(如图2)或曲面(如图3)，待加工的金属基体也可以呈棒状(如图4)。用于形成掩膜的有机材料网可通过现有成熟的有机材料网编织技术获得，可实现批量化制造且工艺成本较低。由此，利用大面积的有机材料网作为大面积金属表面的掩膜，通过后续的加热、刻蚀和清洗工艺，很容易实现金属表面大面积微凹坑结构的制备。

根据本发明的实施例，有机材料网的孔径并不受特别限制，可以根据要制备的阵列微凹坑结构尺寸来选择孔眼目数合适的有机材料网。根据本发明的一些实施例，有机材料网具有第一预定孔径，该第一预定孔径为100～300μm。根据本发明的具体示例，第一预定孔径可以为100μm、150μm(100目)、180μm(80目)、212μm(70目)、250μm(60目)或300μm(48目)。通过控制有机材料网的孔径在以上范围，可以满足大部分微凹坑结构的制备要求，同时便于在后续的加热处理中进一步调控有机材料网的微观尺寸。

根据本发明的一些实施例，上述有机材料网可以由选自锦纶、涤纶、纳纶、尼龙和聚己内酯(PCL)中的至少之一形成。这类材料的熔点适宜，在加热使其熔化的工序中，便于通过精确控温来调控有机材料网的孔径大小，可操作性强。

S200：加热处理

该步骤中，对S100所得试样进行加热处理，以便使有机材料网熔化，从而在金属表面形成具有第二预定孔径的有机掩膜。如前所述，通过精确控温将有机材料网加热熔化，可以调控有机材料网的孔径至第二预定孔径，以满足后续刻蚀工艺的要求。

根据本发明的一些实施例，在S200之前，可对有机材料网施加拉应力和/或压应力，以使有机材料网在金属表面紧密贴合，有机材料网覆盖过程中网孔大小一致且均匀分布，保证加热时有机材料网能够均匀地熔化，保证粘附掩膜的网孔形状均匀。根据本发明的具体示例，拉应力施加：可通过夹子夹紧有机网的四周，并通过弹簧对夹子施加拉力让网处于紧绷状态，使有机材料网接触金属表面时保持网孔大小一致且均匀分布。通过控制拉力的大小，可以控制网所受拉应力的状态，以适配不同的后续加热工艺条件。压应力施加：可通过对网平面增加压力(如重物加压、吹力等)、控制网平面高度等方法，保证网平面与金属表面在一定压应力作用下紧密贴合。

根据本发明的具体示例，对于平面结构金属基体(如图2所示)，一般情况下由于编制的有机材料网较软，可以通过对有机材料网在四面施加一定的拉力使其处于紧绷状态，保证接触时有机材料网的均匀分布。在此过程中，拉力的大小会影响网的张力状态，对于不同的有机材料其合适的张力状态也有所不同，应该通过标定过的弹簧或精确的力施加装置来控制。在保证其紧密接触时，可以通过在金属面上方对有机材料网施加力作用的方法(比如吹气、压力等)使其贴合金属表面；也可以通过调整有机材料网被拉紧后的平面高度，通过固定金属面后降低网平面的高度让两者处于紧密接触状态。采用上述控制策略，保证有机材料网与金属表面的均匀、紧密结合，为后续精确的加热熔化掩膜制作提供保证。

根据本发明的具体示例，对于曲面结构的金属基体，对于上凸表面金属基体(如图3中上列)，可以通过横向拉紧网平面后，调整拉力的高度、大小及方向使网贴合在曲面上；对于下凹表面金属基体(如图3中下列)，通过横向拉紧网平面后，主要通过施加平面各点法向的外界力(如相同曲率平面的挤压)，使网贴合在曲面上；对于棒状结构金属基体(如图4所示)，可以通过卷曲覆盖的工艺，将有机材料网缠绕在柱面后施加拉力，使其紧固贴合于表面，并处于合适的张力状态使其表面均匀分布。

发明人在实验中发现，该工艺过程的加热温度及均匀性直接影响掩膜的成形，对加热温度的精确控制和加热均匀程度是工艺控制的关键因素。加热温度高低影响有机材料的熔化程度，决定孔径的大小；加热均匀程度影响熔化的分布情况，当出现不均匀熔化时，由于熔融态和固态的有机材料存在不平衡的张力状态而导致网的明显收缩，会导致掩膜的不均匀成形。此外，由于熔化过程中主要依靠熔融态有机材料网的表面张力自行形成圆形孔洞，应该尽量排除熔化过程中的外力干扰。所以在加热过程中合适的温度下或给定的加热时间时(比如有机材料网已经部分熔化时)，将有机材料网上施加的拉力、压力等外力减小或去除。

根据本发明的一些实施例，上述加热处理可以采用空间环境加热方法(例如采用烤箱、鼓风干燥箱等设备进行加热)或金属加热传热方法(例如采用加热台等设备进行加热)，以保证金属与有机材料网接触平面的加热是均匀的，即精确控制有机材料在金属表面上的均匀熔化程度，以达到孔径均匀且微调为所需特定的网孔形状。具体空间环境加热过程包括：将金属材料及其表面覆盖的有机材料网，一起置于鼓风干燥箱、加热炉等空间环境加热设备中，准确温控合适的熔化温度进行整体均匀加热，达到设定温度后通过进一步控制保温时间，实现有机材料网均匀熔化。具体金属加热传热过程包括：将覆盖有有机材料网的金属材料置于加热台上，通过加热基体金属表面传热到有机材料网上使其熔化，精确控制加热温度来调控金属表面与有机材料网的接触温度，通过实时观测温升和有机材料网熔化情况，实现有机材料网均匀熔化。

发明人在实验中发现，采用空间环境加热方法，加热均匀性和温度控制的准确性较容易得到保证，但不利于在加热过程中实时撤掉外力干扰；采用金属加热传热方法，则容易根据有机材料网熔化情况实时撤掉外力影响。并且，根据本发明的一些实施例，采用金属加热传热方法时，可以将金属基体与加热台之间用导热性能良好的流体或固体粘接，由此可以进一步保证传热的均匀性。

根据本发明的实施例，上述加热处理中的参数控制可根据实际采用的金属材料和有机材料网材料选择。根据本发明的具体示例，上述加热处理在50～300℃下进行5～20min完成，对于熔点较低的有机材料网，可以相应地采用较低的加热温度，例如当采用聚己内酯形成的有机材料网时，加热温度可设为62～65℃；对于熔点较高的有机材料网，则可以相应地采用较高的加热温度，例如当采用锦纶形成的有机材料网时，加热温度可设为200～300℃；加热处理中采用的升温速率为0.5～10℃/min，在加热升温初段，可以采用较高的升温速率，随着体系接近目标温度，可降低升温速率，以进一步提高温度控制精度。由此，可进一步有利于调控有机材料网熔化后形成的有机掩膜的孔径。

根据本发明的一些实施例，有机材料网熔化后形成的有机掩膜具有第二预定孔径，该第二预定孔径为100～250μm。通过控制有机掩膜的孔径在以上范围，可以满足大部分微凹坑结构的制备要求。

S300：刻蚀

该步骤中，对未被有机掩膜覆盖的金属表面进行刻蚀，以便在金属表面获得微凹坑结构。该微凹坑结构的具体形貌并不受特别限制，可以根据对金属表面的性能要求进行选择，例如，通过刻蚀得到特定结构的微凹坑阵列结构，可以使金属表面获得超疏水特性，从而实现大面积超疏水表面的制备。

根据本发明的一些实施例，上述刻蚀可包括化学刻蚀和电化学刻蚀。具体的，以电化学刻蚀工艺为例，阳极电位可以为0.3～0.5V(vs.硫酸亚汞电极)，电解时间为10～15min，刻蚀液可以根据待刻蚀的金属基体材料进行选择。根据本发明的一个具体示例，针对铜质金属基体，刻蚀液可以采用20wt％的酸性硫酸铜溶液，阳极电位可采用0.4V(vs.硫酸亚汞电极)。由此，可以获得目标结构的微凹坑结构。另外，为了进一步提高刻蚀效果，化学/电化学刻蚀工艺中，还可以实时控制过程中的流场、电场、磁场的物理场分布，以及调控刻蚀液浓度、电化学电参数(如电流密度)等工艺条件。

根据本发明的一些实施例，上述微凹坑结构呈内凹球形(如图2和4中虚线框中所示)。该内凹球形微凹坑结构(也称为类球形凹坑)的侧壁坡度角大于90°，具有该微凹坑结构的金属表面具有超疏水特性。为了获得该微凹坑结构，以电化学刻蚀工艺为例，可以通过根据加工时间以“小-大-小”的顺序改变电流密度的大小，或以跷跷板方式晃动加工平面来不断改变被加工表面与电场之间相对作用方向，或外加变动磁场作用于带电粒子改变流场分布等方法，从而进一步改善刻蚀得到的变截面球形凹坑结构的形貌。

另外，为了进一步提高金属表面刻蚀的均匀性，可根据待加工表面的形状和材料调整刻蚀工艺的具体参数。以电化学刻蚀工艺为例，对于平面，可采用大面积网状阴极保证电场均匀分布，使其表面刻蚀均匀；对于曲面，可采用相似曲率的大面积网状阴极保证电场均匀分布，使其表面刻蚀均匀；对于棒状金属，可以采用旋转阳极的方式，使其表面均匀刻蚀(如图4所示)。

S400：清洗

该步骤中，利用清洗剂对S300所得试样进行清洗，以便除去有机掩膜，得到具有微凹坑结构的金属表面。

清洗剂需要满足的要求包括：不能破坏已经加工好的凹坑结构，即不能与金属基体发生反应；需要快速、完全去除表面的有机掩膜。可针对不通过的有机材料网材料选择清洗剂，根据本发明的一些实施例，清洗剂可以为甲酸、苯酚、浓硫酸、二甲苯和正丁醇7:3混合液、二氯甲烷和醋酸中的至少之一。根据本发明的具体示例，当采用锦纶材料形成的有机材料网时，可采用甲酸、苯酚、浓硫酸、二甲苯和正丁醇7:3(v/v)混合液中的至少之一作为清洗剂。当采用PCL材料形成的有机材料网时，可采用二氯甲烷和/或醋酸作为清洗剂。由此，对有机掩膜的清洗效率、效果更佳，且不会对金属表面造成不利影响。

另外，考虑到将有机掩膜快速、完全去除，可以在清洗过程中加以旋转、振动等方式辅助去除。在除膜完成后，如果清洗剂可自行快速挥发，只需要将金属进行干燥即可。如果清洗剂不能自行挥发，还可采用酒精、丙酮等试剂清洗金属表面。在除膜工艺和清洗工艺结束后，即获得具有微凹坑结构的超疏水金属表面。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

参考图2，按照下列步骤在铜质平面上大面积制备具有超疏水特性的微凹坑结构：

(1)在金属表面覆盖有机材料网(60目，锦纶材料形成)，并通过对有机材料网施加拉应力和压应力，使有机材料网与金属表面紧密贴合；

(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，获得有机掩膜。加热处理的具体条件包括：温度为236.5℃，恒温10～12min；升温过程中，当温度升至225℃以上时，调整升温速率至1℃/min；获得的有机掩膜表面形貌如图5，其平均孔径约为213.8μm；

(3)对未被有机掩膜覆盖的金属表面进行电化学刻蚀，以便在金属表面获得具有超疏水特性的微凹坑结构(其形貌如图2虚线框中所示)；电化学刻蚀的具体条件包括：在20wt％的酸性硫酸铜溶液中，采用0.4V(vs.硫酸亚汞电极)阳极电位电解10～15min；

(4)利用甲酸对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去有机掩膜，得到具有超疏水特性的金属表面。

实施例2

参考图2，按照下列步骤在铜质平面上大面积制备具有超疏水特性的微凹坑结构：

(1)在金属表面覆盖有机材料网(60目，锦纶材料形成)，并通过对有机材料网施加拉应力和压应力，使有机材料网与金属表面紧密贴合；

(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，获得有机掩膜。加热处理的具体条件包括：温度为236.5℃，恒温10～12min；升温过程中，当温度升至225℃以上时，调整升温速率至1℃/min；获得的有机掩膜表面形貌如图6，其平均孔径约为215.4μm；

(3)对未被有机掩膜覆盖的金属表面进行电化学刻蚀，以便在金属表面获得具有超疏水特性的微凹坑结构(其形貌如图2虚线框中所示)；电化学刻蚀的具体条件包括：在20wt％的酸性硫酸铜溶液中，采用0.4V(vs.硫酸亚汞电极)阳极电位电解10～15min；

(4)利用甲酸对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去有机掩膜，得到具有超疏水特性的金属表面。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种在金属表面制备微凹坑结构的方法，其特征在于，包括：

(1)在金属表面施加具有第一预定孔径的有机材料网，并对所述有机材料网施加拉应力和/或压应力；

(2)对步骤(1)所得试样进行加热处理，以便使所述有机材料网熔化，从而在所述金属表面形成具有第二预定孔径的有机掩膜；

(3)对未被所述有机掩膜覆盖的所述金属表面进行刻蚀，以便在所述金属表面获得微凹坑结构；

(4)利用清洗剂对步骤(3)所得试样进行清洗，以便除去所述有机掩膜，得到具有微凹坑结构的金属表面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预定孔径为100～300μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机材料网由选自锦纶、涤纶、纳纶、尼龙和聚己内酯中的至少之一形成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热处理采用空间环境加热方法或金属加热传热方法；

任选地，所述加热处理在50～300℃下进行5～20min完成；

任选地，所述加热处理的升温速率为0.5～10℃/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预定孔径为100～250μm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀为电化学刻蚀。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电化学刻蚀中，阳极电位为0.3～0.5V，电解时间为10～15min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微凹坑结构呈内凹球形。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗剂选自甲酸、苯酚、浓硫酸、二甲苯和正丁醇7:3混合液、二氯甲烷和醋酸中的至少之一。

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