机械工程学报

作者：顾秦铭, 张朝阳, 周晖, 张凯峰, 徐坤, 朱浩

单位：1. 江苏大学机械工程学院 镇江 212013;2. 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室 兰州 730000;3. 江苏省精密与微细制造技术重点实验室 南京 210016

关键词：皮秒激光烧蚀,电化学沉积,微纳米结构,超疏水,Cassie稳定性；

基金：国家自然科学基金（51675242，11504144）、江苏省六大人才高峰项目（GDZB-019）、真空技术与物理国家重点实验室（614220701050817）和江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金资助项目。

目前已有大量研究关注超疏水表面的制备方法，但金属表面微纳米复合结构对Cassie状态稳定性影响的研究还相对较少。采用激光-电化学沉积连续加工方法，在铜表面制备出具有丰富纳米镍棱锥的微纳米复合结构。改变激光扫描间隙，铜样品得到不同尺寸的微米结构，在常温（25℃）和低温（5℃）下表现出不同的润湿性。激光扫描间隙相当于激光光斑直径时，超疏水表面在常温和低温下的接触角均达到最大值，分别为161°和151°，滚动角均达到最小值，分别为1°和5°。此时，液滴冲击试验下的Cassie状态最稳定，样品表面有3、4次完整的回弹过程。冷凝试验表明，稳定的Cassie状态与表面微纳米复合结构有关。丰富的纳米结构能使冷凝微液滴从表面跳开，且激光扫描间隙相当于光斑直径时，均匀、紧密分布的微米结构小于液滴跳跃的临界尺寸，具有更稳定的Cassie状态。本研究提供一种高效制备微纳米复合结构的超疏水铜表面的方法，并讨论其表面Cassie状态的稳定性。

来源：2020年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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