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微秒激光制备超疏水表面及抑霜性能实验研究 被引量:5

Experimental study on superhydrophobic surface fabrication by microsecond laser and frost suppression performance
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摘要 为解决航空器在各种运行环境环境中可能出现的霜冰影响问题,利用微秒脉冲激光在钛合金表面制备了超疏水表面,并通过微观形貌、表面元素组成、润湿性和结霜实验等对超疏水效果和抑霜性能进行了分析表征。实验结果表明,微秒激光制备的不同扫描间距的微纳结构表面均达到了超疏水效果,其中扫描间距为0.2 mm的表面接触角可达159°,其表面激光作用形成的大量细小颗粒以及溅落的碎屑等形成的亚微米和纳米级结构,为空气中有机疏水基团提供了丰富的结合位点,二者共同带来了表面优良的超疏水性能,表面生长的霜层薄,霜枝较高,十分有利于外界作用清除。本方法可为航空领域霜冰问题的解决提供一定参考。 In order to solve the problem of frost and ice effects that may occur in various operating environments of aircraft,a superhydrophobic surface is prepared on the surface of titanium alloy using microsecond pulsed laser,and the superhydrophobic effect and frost suppression performance are analyzed and characterized by microscopic morphology,surface element composition,wettability and frosting experiments.The experimental results show that the micro-nano structured surfaces with different scan spacing prepared by microsecond laser achieve superhydrophobic effect,and the contact angle of the surface with a scan spacing of 0.2 mm can reach 159°,and the large number of fine particles formed by laser action on its surface and the submicron and nanoscale structures formed by spattered debris,etc.,provide rich binding sites for organic hydrophobic groups in air,both of which together bring excellent superhydrophobic properties of the surface,the surface growth of a thin layer of frost,frost branches higher,very conducive to external action to remove.This method can provide some reference for the solution of frost-ice problem in aviation field.
作者 梅宏昆 王宬轩 杨广峰 MEI Hong-kun;WANG Cheng-xuan;YANG Guang-feng(School of Materials and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,China;School of Transportation Science and Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China;School of Aeronautical Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China)
出处 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1468-1473,共6页 Laser & Infrared
基金 国家自然科学基金面上项目(No.52076212) 国家自然科学基金委员会-中国民航局民航联合研究基金项目(No.U1933107) 中央高校基本科研业务费项目(No.ZXH2012D011) 天津市研究生科研创新项目(No.2021YJSS123) 中国民航大学研究生科研创新项目(No.2021YJS051)资助。
关键词 微秒激光 TC4钛合金 超疏水表面 抑霜性能 microsecond laser TC4 titanium alloy superhydrophobic surface frost inhibition performance
作者简介 梅宏昆(1987-),男,讲师,硕士,主要从事非线性热声发动机的理论,工业低温余热综合利用,工业系统智能控制的研究。E-mail:mei_0691@126.com;通讯作者:杨广峰(1978-),男,讲师,博士,主要研究方向为激光技术及应用。E-mail:gfyang@cauc.edu.cn。
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参考文献4

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共引文献13

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