飞秒激光与电沉积复合工艺制备不锈钢超疏水表面及减阻性能

摘要：

在远程管道运输过程中,固液间摩擦阻力是一个不容忽视的问题,类鲨鱼结构减阻效率低且制备困难.基于荷叶表面仿生思想,构筑微结构制备超疏水表面,减小摩擦阻力.采用飞秒激光刻蚀与电沉积复合工艺,在不锈钢表面构筑框-锥多级结构,经自组装氟硅烷制备超疏水表面,讨论复合工艺参数对微结构形貌及润湿性能的影响,探究框-锥多级结构超疏水表面减阻.结果表明,利用飞秒激光可获得周期性分布的框结构,随着激光功率的增加,微米框结构内部形成不规则沟壑金属堆积物,且关光延时的增长会产生单侧分布微孔结构,损伤基体整体强度;通过电沉积工艺制备亚微米尖锥结构镍镀层,随着电流密度的增加,镀层微结构形态发生变化,形成亚微米尖锥石结构,表面由疏水转变为超疏水.与激光刻蚀10次自组装氟硅烷涂层试样相比,激光刻蚀与电沉积复合工艺自组装氟硅烷涂层的试样表面接触角由138.6.提高到156.7°,对水和30 wt.％甘油的减阻率分别由8.17％、14.38％提高到27.74％、23.69％.将激光刻蚀与电沉积相结合,构筑微纳结构经自组装制备超疏水表面,可为降低管道输运中固液间摩擦阻力提供新的技术途径.

关键词：管道运输、复合工艺、超疏水、框-锥多级结构、减阻

所属期刊栏目：36

分类号：TG174(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：65-76