CN113278958A - 一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，步骤如下：S1、对钛合金表面进行预处理；S2、采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面；S3、将激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为220℃‑450℃，反应时间为4‑10h；S4、将水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；S5、将酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，10℃/min‑15℃/min加热速度下加热至600‑750℃，并保温1h‑2h，然后随炉冷却至室温；S6、对热处理后的钛合金进行硅烷化处理。该方法结合皮秒激光和化学方法，在钛合金表面形成微纳米结构，实现疏水抗污的功能。

Description

一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法
技术领域
本发明涉及一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，具体涉及一种结合皮秒激光和水热法的仿生疏水表面制备方法。
背景技术
钛合金作为二十世纪五十年代发展起来的合金，广泛应用于航空航天、海洋船舶、汽车、医疗等领域。钛合金有很多优质特点：如钛合金密度小仅为钢的十分之六，生物相容性好，还具有低弹性模量和高硬度，低密度和较高的比强度，较好的低温性能和高温性能。钛合金在应用时难免会遇到灰尘堆积、结冰覆雪、生物粘附与腐蚀环境等问题。如果通过一定的表面处理在钛合金表面制备超疏水表面，可以使得钛合金表面有防水、防雾、防结冰、自清洁等基本功能，从而使钛合金得到更广范围的应用。
在自然界中，有许多具有层次结构的植物表面被认为是自清洁表面，如荷叶，表面有许多规则的微小突起，表层还有一层纳米级蜡质的棒状和微米级别的乳突，这些微纳结构和表层的疏水物质共同作用下，水滴落在上面会呈现完美的球形，水滴落在荷叶上不会停留，在滚落荷叶的时候还会带走表面的灰尘和污垢使荷叶表面保持清洁。
研究表明表面粗糙结构和低表面能为实现的必备条件。因此，基于这两条路径，仿生制备超疏水表面的方法层出不穷，包括化学刻蚀法、阳极氧化法、气相沉积法、机械加工法、溶胶凝胶法、模板法等方法。但是这些方法普遍工艺繁琐，或者对微纳米多维仿生结构的复刻不足，使得微纳多维结构在表面的成型效果不稳定，严重影响表面超疏水性的均匀分布，进而降低了材料表面的自清洁能力。本发明使用两步法，将微米和纳米级结构单独成型，最大程度上保证微纳米结构成型稳定性的同时还能对微纳米结构进行微观调控，极大地提高了材料表面的超疏水性能以及防污自清洁能力。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，该方法结合皮秒激光和化学方法，在钛合金表面形成微纳米结构，能够实现对“荷叶”表面形态的复刻，实现疏水抗污的功能。
本发明实现其发明目的所采取的的技术方案是：一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其步骤如下：
S1、预处理：对钛合金表面进行预处理；
S2、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；
S3、水热反应：将步骤S2激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为220℃-450℃，反应时间为4-10h；
S4、酸洗：将步骤S3水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；所述充分清洗是反复用去离子水清洗，直至清洗后的清洗液的呈中性；
S5、热处理：将步骤S4酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，10℃/min-15℃/min加热速度下加热至600-750℃，并保温1h-2h，然后随炉冷却至室温；
S6、硅烷化处理：对步骤S5热处理后的钛合金进行硅烷化处理。
进一步，本发明所述步骤S1对钛合金表面进行预处理包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗。
进一步，本发明所述激光刻蚀步骤中皮秒激光在钛合金表面进行激光刻蚀的扫描路径以不发生交互干扰为原则，采用“弓”字型或“平行线”加工路径。
进一步，本发明所述激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为80KHz-130KHz，激光功率为12-14W，扫描间距为0.01mm-0.05mm，加工速度为40-50mm/s。
上述激光刻蚀参数是通过预实验确定，以刻蚀后表面结构的排布规则情况，以及微米凸起的生长情况为标准，对激光参数进行筛选，上述激光参数可以获得周期性规律排布的微米级凸起，利于实现表面整体的疏水均匀性。
进一步，本发明所述水热反应的碱性溶液为浓度为1-5mol/L的氢氧化钠溶液。
采用氢氧化钠溶液作为碱溶液，其中氢氧化钠能够提供大量的OH离子提供一种碱性反应环境，钠离子不会对二氧化钛的生长产生任何影响，并且后续产物NaCl便于清洗。且大量实验验证，1-5mol/L的氢氧化钠浓度，可以很好的控制氢氧化钠与钛元素的反应程度，进一步反应获得规律且完整的二氧化钛纳米线结构。
更进一步，本发明所述水热反应的碱性溶液为浓度为4-5mol/L的氢氧化钠溶液。
实验证明，4-5mol/L的氢氧化钠溶液浓度为氢氧化钠与钛元素反应生成钛酸盐的最佳浓度，有利于后续反应获得规律且完整的二氧化钛纳米线结构。
再进一步，本发明所述水热反应的反应时间为8-10h。
实验证明，上述水热反应时间内，氢氧化钠与钛元素的反应程度有利于获得规律且完整的二氧化钛纳米线结构。
更进一步，本发明所述水热反应的反应温度为220℃-300℃。
实验证明，上述水热反应温度为氢氧化钠与钛元素反应生成钛酸盐的最佳反应温度，有利于后续反应获得规律且完整的二氧化钛纳米线结构。
进一步，本发明所述酸洗所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡10-15min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换3-5次酸溶液。
浓度为0.1mol/L的盐酸溶液能够提供大量的氢离子与步骤S3产生的钛酸盐发生置换反应，并且盐酸与钛酸盐置换产生NaCl，相较使用于其他酸产生的产物来说更容易清洗。
进一步，本发明所述硅烷化处理的具体操作是：将步骤S5热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中60-80℃烘干。
本发明的原理是：
本发明首先通过脉冲皮秒激光刻蚀在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后通过水热反应、酸洗和热处理，以激光刻蚀产生的微米凸起为基，在凸起上生长出更多的纳米线，实现对荷叶表面结构的仿真。钛合金在S3水热反应、步骤S4酸洗、步骤S5热处理发生的具体化学反应如下：
2Ti+2NaOH+4H2O→H2+NaTi2O2·H2O…………步骤S3
NaTi2O2·H2O+2HCl→H2Ti2O5·H2O+2NaCl…………步骤S4
H2Ti2O5·H2O→2H2O+2TiO2…………步骤S5
上式步骤S3中的反应是钛合金内的钛元素，在高温高压的碱性水热环境下与氢氧化钠发生反应生成了氢气和钛酸盐。步骤S4为钛酸盐经过盐酸的酸洗二者发生置换反应，氢离子取代了钛酸盐中的钠离子形成钛酸。步骤S5为热处理过程中钛酸在高温环境下发生分解，在激光刻蚀产生的微米凸起上形成纳米级二氧化钛棒。
反应过程中，激光刻蚀形成的微米凸起为纳米线(纳米级二氧化钛棒)的形核提供附着位点，化学初期是以纳米薄片的形态生长，但随着化学反应的进行，纳米薄片发生纵向裂解(因为是纵向生长，所以纵向更容易裂解)，并发生卷曲，形成一根根纳米线，最终在钛合金表面形成类似于荷叶表面形态的多维的微纳米结构。硅烷化处理以微纳米结构为附着位点，引入更多的低表面能基团(-CFn键)，降低钛合金表面能，进一步提高钛合金表面的疏水性。
微纳米结构具备超疏水性的原理是：最理想的疏水状态是液滴与表面以cassie态接触，液滴受到结构中气体的支撑作用完全与表面结构相分离，此状态下液滴的接触角、滞后角以及滚动角都很低，更利于实现表面自清洁。本发明制备的多维的微纳米结构在最大程度上增加了表面复杂程度，结构中的气体密集分布并且受困于复杂的表面结构气体难以被液滴所挤出，因而可以产生更多更稳定的支撑力使得液滴与表面长时间保持cassie态接触。
总之，本发明首先通过皮秒激光在钛合金表面形成微米级粗糙基底，便于下一步二氧化钛纳米棒的生长。再经过水热-酸洗-热处理以后，二氧化钛纳米棒成功在微米级粗糙基地上生长，形成微米-纳米相结合的多尺度荷叶仿生结构。经过1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷对其表面能的处理，实现一个超疏水效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明使用脉冲皮秒激光与化学反应相结合的方法，通过控制激光参数以及化学反应条件，对超疏水防污仿生结构进行调控，生成疏水防污效果最好的微纳米结构。
二、现在的表面多维疏水结构都是一步成型，对于更低尺度结构的成型无法控制，使得微纳米多维结构中关键的“纳米级结构”成型具有随机性，造成在整个疏水表面中有些区域是“微纳米多维结构”而有些区域仅仅是“微米级结构”，严重影响了整个表面疏水性的均匀性。而本发明先通过皮秒激光制备微米级结构，在通过化学反应形成纳米级结构，微米级结构和纳米级结构分成两次单独成型，可以在微米尺度和纳米尺度对结构进行单独优化(调节激光线间距、激光能量、频率等参数可单独优化钛合金表面的微米结构，通过调整化学反应的时间、温度、水热反应中碱性环境的浓度单独优化纳米结构)，从根本上解决了一步法在“纳米”尺度上的随机性，使得液滴与表面最大程度上以cassie态接触，提高了超疏水表面的性能稳定性与自清洁能力。
三、本发明通过化学反应生长出的纳米线结构，提高了钛合金表面的比表面积，能为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷提供更多附着位点，便于引入更多的低表面能基团(-CFn键)，降低钛合金表面能，进一步提高钛合金表面的疏水性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例一步骤S2皮秒激光刻蚀的激光扫描路径示意图。
图2为本发明实施例一经过步骤S2皮秒激光刻蚀后的钛合金表面形貌扫描电镜图。
图3为本发明实施例一制备的钛合金仿生超疏水表面的表面形貌扫描电镜图。
图4为本发明实施例一制备的钛合金仿生超疏水表面的静态接触角示意图。
图5为对比例一制备的钛合金表面的静态疏水角示意图。
图6为对比例二制备的钛合金表面的静态疏水角示意图。
具体实施方式
对比例一
一种钛合金疏水表面的制备方法，其步骤如下：
步骤一、预处理：对钛合金表面进行预处理，包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗；本实施例所用钛合金为Ti-6Al-4V合金；
步骤二、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；所述激光刻蚀的扫描路径为“弓”字型，激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为80KHz，激光功率为12W，扫描间距为0.01mm，加工速度为50mm/s；
步骤三、硅烷化处理：对激光刻蚀后的钛合金进行硅烷化处理，硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中80℃烘干。
对比例二
一种钛合金疏水表面的制备方法，其步骤如下：
步骤一、预处理：对钛合金表面进行预处理，包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗；本实施例所用钛合金为Ti-6Al-4V合金；
步骤二、水热反应：将预处理后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为220℃，反应时间为10h；所述碱性溶液为浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液；
步骤三、酸洗：将水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；所述酸洗所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液；将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡15min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换5次酸溶液；
步骤四、热处理：将酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，10℃/min加热速度下加热至600℃，并保温1h，然后随炉冷却至室温；
步骤五、硅烷化处理：对热处理后的钛合金进行硅烷化处理，硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中80℃烘干。
实施例一
一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其步骤如下：
S1、预处理：对钛合金表面进行预处理，包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗；本实施例所用钛合金为Ti-6Al-4V合金；
S2、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；
所述激光刻蚀的扫描路径为“弓”字型，图1为本实施例激光扫描路径示意图；本例激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为80KHz，激光功率为12W，扫描间距为0.01mm，加工速度为50mm/s；
S3、水热反应：将步骤S2激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为220℃，反应时间为10h；所述碱性溶液为浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液；
S4、酸洗：将步骤S3水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；所述酸洗所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液；将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡15min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换5次酸溶液；
S5、热处理：将步骤S4酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，10℃/min加热速度下加热至600℃，并保温1h，然后随炉冷却至室温；
S6、硅烷化处理：对步骤S5热处理后的钛合金进行硅烷化处理，硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中80℃烘干。
图2为本实施例经过步骤S2皮秒激光刻蚀后的钛合金表面形貌扫描电镜图。从图中可以看出，经过脉冲皮秒激光的热作用以后，钛合金表面由最先的光滑平整，变成了布满大量微米级突起的粗糙表面。图3为本实施例最终制备的钛合金仿生超疏水表面的表面形貌扫描电镜图。从图中可以看出，在原先的纳米级突起结构上生长出了许多纳米级的二氧化钛绒棒状结构。这种微米-纳米多维粗糙表面能使表面疏水性极大地提高。图4为本实施例制备的钛合金仿生超疏水表面的静态接触角示意图。从图中可以看出，本实施例制备的钛合金表面具有超疏水性，将本例制备的钛合金在接触角测定仪上测定其静态接触角，静态接触角高达153.6°，达到超疏水表面要求。图5为对比例一制备的钛合金表面的静态疏水角示意图，即只经过激光刻蚀和硅烷化处理，未经过水热处理、酸洗和热处理的钛合金表面的静态疏水角示意图。图6为对比例二制备的钛合金表面的静态疏水角示意图，即只经过水热处理、酸洗、热处理和硅烷化处理，未经过激光刻蚀的钛合金表面的静态疏水角示意图。由图4、图5和图6可知，只有将皮秒激光刻蚀与化学反应(水热处理+酸洗+热处理)相结合，才能获得钛合金仿生超疏水表面。
实施例二
本实施例与实施例一步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例三
本实施例与实施例一步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例四
本实施例与实施例一步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应的反应时间为8h。
实施例五
本实施例与实施例四步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例六
本实施例与实施例四步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例七
本实施例与实施例一步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应的反应时间为4h。
实施例八
本实施例与实施例七步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液。
实施例九
本实施例与实施例七步骤相同，各个步骤参数基本一致，唯一不同之处在于本实施例水热反应所用的碱性溶液为浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液。
下面对实施例一至九水热反应的反应时间、水热反应所用碱溶液的浓度以及最终制备的钛合金仿生超疏水表面在接触角测定仪上测定的静态接触角进行总结，见表一：
表一：不同水热反应参数下钛合金表面的疏水性
Figure BDA0003068222660000071
Figure BDA0003068222660000081
从表一可以看出，在本发明所保护范围内，随着水热时间的延长和碱溶液浓度的增加，钛合金表面疏水性是随之增大的。为了确定水热反应的最佳反应时间及碱溶液浓度，申请人经过大量试验对比，发现当碱溶液浓度过大，或水热反应时间过长，钛合金表面生成的二氧化钛层会越来越厚以至于完全掩盖了激光处理产生的微米级结构基底，微纳米多维结构彻底消失严重降低了表面疏水性。并且水热时间过长纳米二氧化钛过度生长，最后发生断裂、交织等现象同样不利于疏水性的提升。下面为一部分实验结果，以验证上述论述：采用实施例一的步骤及参数，单独改变水热反应时间和水热反应所使用的氢氧化钠浓度，测定最终制备的钛合金表面的疏水性，当水热反应的反应时间为14h，碱性溶液浓度为1mol/L、3mol/L、5mol/L时，制备得到的钛合金表面的静态接触角分别为137.3°、117.8°和97.8°，当所用碱性溶液浓度为6mol/L，水热反应时间为4h、8h、12h、14h时，制备得到的钛合金表面的静态接触角分别为105.4°、101.7°、97.2°和88.6°。因此，碱溶液浓度过大或水热反应时间过长，均不能达到超疏水的技术效果。本发明的水热反应时间范围及碱溶液浓度范围是申请人经过大量时间确定的。
实施例十
一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其步骤如下：
S1、预处理：对钛合金表面进行预处理，包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗；本实施例所用钛合金为Ti-6Al-4V合金；
S2、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；
所述激光刻蚀的扫描路径为“弓”字型，激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为130KHz，激光功率为14W，扫描间距为0.05mm，加工速度为40mm/s；
S3、水热反应：将步骤S2激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为450℃，反应时间为4h；所述碱性溶液为浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液；
S4、酸洗：将步骤S3水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；所述酸洗所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液；将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡10min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换4次酸溶液；
S5、热处理：将步骤S4酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，15℃/min加热速度下加热至750℃，并保温1.5h，然后随炉冷却至室温；
S6、硅烷化处理：对步骤S5热处理后的钛合金进行硅烷化处理，硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中60℃烘干。
实施例十一
一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其步骤如下：
S1、预处理：对钛合金表面进行预处理，包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗；本实施例所用钛合金为Ti-6Al-4V合金；
S2、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；
所述激光刻蚀的扫描路径为“平行线”加工路径，激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为100KHz，激光功率为13W，扫描间距为0.03mm，加工速度为45mm/s；
S3、水热反应：将步骤S2激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为300℃，反应时间为8h；所述碱性溶液为浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液；
S4、酸洗：将步骤S3水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；所述酸洗所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液；将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡13min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换3次酸溶液；
S5、热处理：将步骤S4酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，12℃/min加热速度下加热至600℃，并保温2h，然后随炉冷却至室温；
S6、硅烷化处理：对步骤S5热处理后的钛合金进行硅烷化处理，硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中70℃烘干。

Claims (10)

1.一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其步骤如下：
S1、预处理：对钛合金表面进行预处理；
S2、激光刻蚀：采用皮秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成周期性规律排布的微米级粗糙表面，然后清除刻蚀残留的金属粉末；
S3、水热反应：将步骤S2激光刻蚀后的钛合金浸入装有碱性溶液的反应釜中，密封后将反应釜放入烘箱进行水热反应，所述水热反应温度为220℃-450℃，反应时间为4-10h；
S4、酸洗：将步骤S3水热反应后的钛合金放入酸溶液中浸泡，并用去离子水充分清洗，烘干；
S5、热处理：将步骤S4酸洗后的钛合金放入高温加热炉中加，10℃/min-15℃/min加热速度下加热至600-750℃，并保温1h-2h，然后随炉冷却至室温；
S6、硅烷化处理：对步骤S5热处理后的钛合金进行硅烷化处理。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S1对钛合金表面进行预处理包括对钛合金表面进行粗磨，精磨，抛光和清洗。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述激光刻蚀步骤中皮秒激光在钛合金表面进行激光刻蚀的扫描路径以不发生交互干扰为原则，采用“弓”字型或“平行线”加工路径。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述激光刻蚀的具体参数为：激光脉冲频率为80KHz-130KHz，激光功率为12-14W，扫描间距为0.01mm-0.05mm，加工速度为40-50mm/s。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述水热反应的碱性溶液为浓度为1-5mol/L的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求5所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述水热反应的碱性溶液为浓度为4-5mol/L的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求5或6所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述水热反应的反应时间为8-10h。
8.根据权利要求5或6所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述水热反应的反应温度为220℃-300℃。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述酸洗步骤中所用的酸溶液是浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，将钛合金放入酸溶液中浸泡的具体操作是：将钛合金放入酸溶液中浸泡10-15min后取出，换新的酸溶液继续浸泡，总共换3-5次酸溶液。
10.根据权利要求1所述的一种钛合金仿生超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述硅烷化处理的具体操作是：将热处理后的钛合金置于1H,1H,2H,2H-全氟癸基三已氧基硅烷的乙醇溶液中浸泡48h，并放入烘箱中60-80℃烘干。
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