一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113210872A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110564332.2B23K26/60(2014.01)(22)申请日2021.05.24B23K26/70(2014.01)B23K26/40(2014.01)(71)申请人西南交通大学B23K103/14(2006.01)地址610031四川省成都市金牛区二环路北一段111号(72)发明人庄园刘建宇杨涛汪远曾俊彦(74)专利代理机构成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙)51239代理人吴桐(51)Int.Cl.B23K26/352(2014.01)B23K26/06(2014.01)B23K26/0622(2014.01)B23K26/362(2014.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法(57)摘要一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，步骤如下：S1、对钛合金表面进行预处理；S2、激采用飞秒激光在钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成双尺度微纳结构，即在钛合金表面形成排列有序的周期性微米级类乳突状结构，类乳突状结构上密集分布有纳米级颗粒棒状结构，激光刻蚀后清洗去除钛合金表面烧蚀的熔融粒子或杂质粒；激光刻蚀的具体参数为：激光脉宽为275fs，单脉冲能量为3.1‑3.6μJ，频率为50‑900kHz，扫描速度为50‑900mm/s，扫描间距为10‑50μm，扫描次数为10‑30次，扫描路径为网格状；S3、将激光刻蚀后的钛合金放置于130‑170℃的保温炉中保温7.5h‑8.5h，取出后清洗去除钛合金表面的烧蚀碎片或污染物。本发明方法可简单高效地实现钛合金仿生超疏水表面的制备。CN113210872ACN113210872A权利要求书1/1页1.一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，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：采用飞秒激光在预处理后的钛合金表面进行激光刻蚀，在钛合金表面形成双尺度微纳结构，即在钛合金表面形成排列有序的周期性微米级类乳突状结构，类乳突状结构上密集分布有纳米级颗粒棒状结构，激光刻蚀后清洗去除钛合金表面烧蚀的熔融粒子或杂质粒；所述激光刻蚀的具体参数为：激光脉宽为275fs，单脉冲能量为3.1‑3.6μJ，频率为50‑900kHz，扫描速度为50‑900mm/s，扫描间距为10‑50μm，扫描次数为10‑30次，扫描路径为网格状；S3、时效处理：将激光刻蚀后的钛合金放置于130‑170℃的箱式保温炉中保温7.5h‑8.5h，取出后吹扫去除钛合金表面的烧蚀碎片或污染物。2.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，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所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，其特征在于：所述步骤S2中激光刻蚀所采用的激光波长为1030nm，激光光斑大小为30μm。4.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，其特征在于：所述步骤S2中激光刻蚀的具体参数为：单脉冲能量为3.2‑3.4μJ，频率为400‑800kHz，扫描速度为400‑700mm/s，扫描间距10‑30μm，扫描次数为10‑30次。5.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，其特征在于：所述步骤S2中激光刻蚀后清洗去除钛合金表面烧蚀的熔融粒子或杂质粒的具体清洗方法包括先用酒精超声清洗钛合金表面5‑10min，再用压缩空气干燥5‑10s。6.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，其特征在于：所述步骤S3中将激光刻蚀后的钛合金放置于150℃的箱式保温炉中保温8h。7.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，其特征在于：所述步骤S3中去除钛合金表面的烧蚀碎片或污染物的具体方法为压缩空气吹扫5‑10s。2CN113210872A说明书1/7页一种利用飞秒激光快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法技术领域[0001]本发明涉及一种利用飞秒激光刻蚀结合时效处理快速制备钛合金仿生超疏水表面的方法，属于金属基材表面改性技术领域。背景技术[0002]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