CN205077168U - 一种沉积超疏油表面织构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种沉积超疏油表面织构，其包括基底、与基底连接于一体的沉积层、间隔分布于所述沉积层的球形腔，所述球形腔具有位于沉积层表面的圆形开口，所述圆形开口的直径小于球形腔的直径。通过在基底表面构建一个沉积层，在该沉积层形成过程在电沉积液中混入可溶球体，使沉积层嵌入一个个部分凸出于沉积层表面的可溶球体，将可溶球体去除形成内部大于其开口的球形腔，开口的边缘构成悬飘檐，构成了超疏油表面织构，表面织构强度好耐磨性佳。成型分步堆积和去除材料构成内腔大开口小的空腔结构，工艺简单，需要常规设备和溶解器材，构建过程输入粒径可控一致的可溶球体作为媒介从而使表面织构形貌可控性佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种表面织构，尤其涉及一种沉积超疏油表面织构。
背景技术
润湿性是存在自然界中的普遍现象，如雨水落在荷叶表面后形成球状液滴而滚落的现象以及荷叶“出淤泥而不染”的自清洁效应，即为超疏水现象。此外许多动植物如水黾的脚、蝴蝶的翅膀、水稻叶等，也具有超疏水性能。研究表明，所有这些表面所具有超疏水特性是由于微纳米粗糙结构和低表面能物质共同作用而形成的。
润湿性同时也是材料科学和表面工程领域的重要方面，在日常生活、工业生产，农业生产中有许多重要应用。所谓超疏水是指水滴在固体表面的静态接触角超过150°，同理，超疏油即油滴在固体表面的静态接触角超过150°。然而，油滴的表面张力远小于水滴的表面张力，因此，制备具有超疏油特性的固体表面，其难度较之超疏水表面更大，更难实现。相关研究表明，要制备空气中超疏油表面除了需要低表面能分子的修饰外，还要在其带微纳米粗糙结构表面上引进凹入表面曲率，使得微纳米粗糙结构呈内凹或悬臂。
目前，大量的文献已经报道了人工仿生超疏水表面，这些材料在表面自清洁，防冰，防雾，防污染，金属防腐蚀，流体减阻中有广泛的应用。关于疏油表面的报道相对较少，但超疏油表面在工农业生产中比如防油性涂料，海水防污处理，石油管道防油爬行，油水分离中都有巨大的应用空间。金属材料在工程中大量应用，使用面极其广泛，然而金属的抗污染防腐蚀性能较差，因此在金属上制备具有超疏油特性表面具有重大意义。
所谓表面织构(Surfacetexture)是指物体表面具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕或凸包等图案的阵列。具有微纳米尺度微观织构的表面在表面能、光学特性、仿生特性、机械特性、流体动力学特性及摩擦磨损性能等方面与光滑表面表现出截然不同的特点，这为众多学科研究注入了新的活力，并且在许多工程领域展示出巨大的应用潜力。
疏油表面的制备方法通常遵循自下而上或自上而下的方法。现有制备超疏油表面的工艺方法主要有以下几种：（1）无/有模板湿法刻蚀（2）飞秒激光刻蚀法（3）静电纺丝法（4）电沉积法（5）溶胶-凝胶法等。获得的超疏水表面或者形貌可控性差，刻蚀工艺复杂，使用材料仅限于硅材料；或者工艺效率低，不适合大规模制造，且设备极其昂贵；或者成型难度大，表面机械力学性能较差，不具备良好的耐磨性。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种形貌可控性佳且成型工艺及设备简单，易成型强度好耐磨性佳的表面润湿性佳超疏油接触角可控的沉积超疏油表面织构。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种沉积超疏油表面织构，其包括基底、与基底连接于一体的沉积层、间隔分布于所述沉积层的球形腔，所述球形腔具有位于沉积层表面的圆形开口，所述圆形开口的直径小于球形腔的直径。
作为本实用新型沉积超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述沉积层大于球形腔的半径并小于球形腔的直径。
作为本实用新型沉积超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述球形腔之间的球心距离大于球形腔的直径。
作为本实用新型沉积超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述球形腔的直径大小一致。
本实用新型的有益效果在于：通过在基底表面构建一个沉积层，在该沉积层形成过程在电沉积液中混入可溶球体，使得成型的沉积层嵌入一个个可溶球体，可溶球体部分凸出于沉积层表面，再通过溶解手段将可溶球体去除形成球形腔，并且球形腔内部大于其开口，开口的边缘构成悬飘檐，构成了超疏油表面织构，表面织构强度好耐磨性佳。成型分步堆积和去除材料构成内腔大开口小的空腔结构，工艺简单，成型过程需要电解沉积的常规设备和溶解器材，从而使得沉积超疏油表面织构易成型。表面织构构建过程通过输入粒径可控一致的可溶球体作为媒介从而使表面织构形貌可控性佳，而且表面润湿性及超疏油接触角可控。
附图说明
图1为本实用新型一种沉积超疏油表面织构的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型一种沉积超疏油表面织构，其包括基底1、与基底连接于一体的沉积层6、间隔分布于所述沉积层6的球形腔9，所述球形腔9具有位于沉积层6表面的圆形开口8，所述圆形开口8的直径小于球形腔9的直径。通过在基底1表面构建一个沉积层6，在该沉积层6形成过程在电沉积液中混入可溶球体，使得成型的沉积层嵌入一个个可溶球体，可溶球体部分凸出于沉积层表面，再通过溶解手段将可溶球体去除形成球形腔9，并且球形腔9内部大于其开口，开口的边缘构成悬飘檐，构成了超疏油表面织构，表面织构强度好耐磨性佳。成型分步堆积和去除材料构成内腔大开口小的空腔结构，工艺简单，成型过程需要电解沉积的常规设备和溶解器材，从而使得沉积超疏油表面织构易成型。表面织构构建过程通过输入粒径可控一致的可溶球体作为媒介从而使表面织构形貌可控性佳，而且表面润湿性及超疏油接触角可控。
更佳地，所述沉积层6大于球形腔9的半径并小于球形腔的直径，使得形成球形腔的可溶球体部分凸出于沉积层6表面，便于后续形成球形腔9的开口，并且沉积层6厚度超过球形腔半径使得其具有大于开口的内腔。当然也可以建立更厚的沉积层6并且使部分可溶球体凸出于沉积层6的表面，形成内腔大开口小的球形腔。
更佳地，所述球形腔9之间的球心距离大于球形腔9的直径，使得相邻球形腔9不连通，从而沉积层6具有更好的强度和耐磨性。
更佳地，所述球形腔9的直径大小一致，使表面织构形貌可控性得到进一步提升，超疏油性能更佳。
以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种沉积超疏油表面织构，其特征在于：包括基底、与基底连接于一体的沉积层、间隔分布于所述沉积层的球形腔，所述球形腔具有位于沉积层表面的圆形开口，所述圆形开口的直径小于球形腔的直径。
2.根据权利要求1所述的沉积超疏油表面织构，其特征在于：所述沉积层大于球形腔的半径并小于球形腔的直径。
3.根据权利要求1所述的沉积超疏油表面织构，其特征在于：所述球形腔之间的球心距离大于球形腔的直径。
4.根据权利要求1所述的沉积超疏油表面织构，其特征在于：所述球形腔的直径大小一致。
Priority Applications (1)
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| CN201520884717.7U CN205077168U (zh) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | 一种沉积超疏油表面织构 |
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| CN201520884717.7U CN205077168U (zh) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | 一种沉积超疏油表面织构 |
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| CN205077168U true CN205077168U (zh) | 2016-03-09 |
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|---|---|
| CN (1) | CN205077168U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105736676A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-06 | 合肥工业大学 | 一种基于蝴蝶鳞片表面形貌的仿生齿面齿轮 |
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2015
- 2015-11-09 CN CN201520884717.7U patent/CN205077168U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN105736676A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-06 | 合肥工业大学 | 一种基于蝴蝶鳞片表面形貌的仿生齿面齿轮 |
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