机械工程学报

作者：章雨, 艾如玉, 高岩

单位：1. 华南理工大学材料科学与工程学院 广州 510641； 2. 广东省先进储能材料重点实验室 广州 510641

关键词：TC4钛合金,超疏水,耐久性,微纳结构,光刻蚀,微热压；

基金：国家自然科学基金资助项目(52171068)

仿生微纳结构的超疏水表面具有独特的非润湿性和自清洁特性，应用前景广阔，但是已报道的微纳结构普遍存在机械耐久性差的问题。因此，构建兼具良好机械耐久性的超疏水表面成为目前超疏水表面的重点研究方向。在应用广泛的TC4(Ti6Al4V)钛合金表面构建仿生微纳结构，首先通过光刻蚀法(光刻+湿法刻蚀)制备出具有微米级金字塔结构的硅模板作为模具，接着通过微热压印在钛合金表面压制出连续倒金字塔形微米框架结构；之后采用水热法在倒金字塔形微腔中原位生长TiO2纳米结构，并进行低表面能物质修饰，获得钛合金超疏水表面。全面评估了不同环境对所构建微纳复合结构超疏水性能的影响。结果表明，在700 ℃、60 kN压印条件下，硅模板金字塔微结构能够精确地复制到钛合金表面，水热反应生成的TiO2纳米结构能够均匀铺满倒金字塔型微腔表面。倒金字塔形微米框架结构对TiO2纳米结构提供了有效保护和力学支撑，获得的钛合金超疏水表面具有良好的耐久性能、耐腐蚀性能和自清洁性能。

来源：2025年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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