连续纳秒和皮秒激光纹理后金属表面的湿度行为
Yin Tang1, Zheng Fang1, Yang Fei1
1Laser Group, School of Engineering, University of Liverpool, Brownlow Street, Liverpool L69 3GQ, UK.
Micromachines
|September 28, 2024
概括
序列激光纹理在不钢和上创造了耐用的疏水表面. 超声波清洗进一步增强和扩展这种防水性能,提供超过180天的稳定性能.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 表面科学是一门学科.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 控制表面的湿透性对于各种应用至关重要.
- 激光纹理为创建微和纳米尺度表面结构提供了一种方法.
- 了解激光诱导的疏水表面的长期稳定性至关重要.
研究的目的:
- 为了研究304不钢 (304SS) 和Ti-6Al-4V (Ti64) 在连续的纳米秒 (ns) 和皮秒 (ps) 激光纹理后的浸湿性行为.
- 确定多尺度表面结构如何影响表面疏水性生命周期.
- 评估不同加工后处理对可湿性稳定性的影响.
主要方法:
- 连续的ns和ps激光处理以创建多尺度的表面纹理,包括激光诱导的周期性表面结构 (LIPSS).
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),白光干涉计和能量分散X射线 (EDX) 谱法进行表面分析.
- 通过12个月的落接触角度 (CA) 测量和元素变化的EDX监测来评估可浸性.
主要成果:
- 顺序 (ns + ps) 激光处理使用LIPSS产生了多尺度纹理,与nS处理相比,导致更快的疏水性过渡和更持久的疏水性质.
- 超声波清洗作为处理后的处理,显著延长了疏水性持续时间,304SS保持CAs在120-140°之间,长达180天.
- EDX分析显示,随着时间的推移,表面碳含量稳步增加,这可能会影响湿度.
结论:
- 通过连续激光加工创建的多尺度结构金属表面具有稳定的疏水性质.
- 通过优化激光参数和采用适当的加工后处理,如超声波清洁,可以显著提高疏水性的寿命.
- LIPSS的存在有助于延长这些工程表面的疏水寿命.


