一种电铸成型超疏油表面织构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种表面工程领域，尤其涉及一种电铸成型超疏油表面织构。
【背景技术】
[0002]润湿性是存在自然界中的普遍现象，如雨水落在荷叶表面后形成球状液滴而滚落的现象以及荷叶“出淤泥而不染”的自清洁效应，即为超疏水现象。此外许多动植物如水黾的脚、蝴蝶的翅膀、水稻叶等，也具有超疏水性能。研究表明，所有这些表面所具有超疏水特性是由于微纳米粗糙结构和低表面能物质共同作用而形成的。
[0003]润湿性同时也是材料科学和表面工程领域的重要方面，在日常生活、工业生产，农业生产中有许多重要应用。所谓超疏水是指水滴在固体表面的静态接触角超过150°，同理，超疏油即油滴在固体表面的静态接触角超过150°。然而，油滴的表面张力远小于水滴的表面张力，因此，制备具有超疏油特性的固体表面，其难度较之超疏水表面更大，更难实现。相关研究表明，要制备空气中超疏油表面除了需要低表面能分子的修饰外，还要在其带微纳米粗糙结构表面上引进凹入表面曲率，使得微纳米粗糙结构呈内凹或悬臂。
[0004]目前，大量的文献已经报道了人工仿生超疏水表面，这些材料在表面自清洁，防冰，防雾，防污染，金属防腐蚀，流体减阻中有广泛的应用。关于疏油表面的报道相对较少，但超疏油表面在工农业生产中比如防油性涂料，海水防污处理，石油管道防油爬行，油水分离中都有巨大的应用空间。金属材料在工程中大量应用，使用面极其广泛，然而金属的抗污染防腐蚀性能较差，因此在金属上制备具有超疏油特性表面具有重大意义。
[0005]所谓表面织构(Surface texture)是指物体表面具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕或凸包等图案的阵列。具有微纳米尺度微观织构的表面在表面能、光学特性、仿生特性、机械特性、流体动力学特性及摩擦磨损性能等方面与光滑表面表现出截然不同的特点，这为众多学科研究注入了新的活力，并且在许多工程领域展示出巨大的应用潜力。
[0006]疏油表面的制备方法通常遵循自下而上或自上而下的方法。现有制备超疏油表面的工艺方法主要有以下几种:(1)无/有模板湿法刻蚀(2)飞秒激光刻蚀法(3)静电纺丝法
(4)电沉积法(5)溶胶-凝胶法等。获得的超疏水表面或者形貌可控性差，刻蚀工艺复杂，使用材料仅限于硅材料；或者工艺效率低，不适合大规模制造，且设备极其昂贵；或者成型难度大，表面机械力学性能较差，不具备良好的耐磨性。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种形貌可控并易于成型且超疏油接触角可控的电铸成型超疏油表面织构。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种电铸成型超疏油表面织构，其包括基底、一次电铸形成的与基底固定连接为一体的金属微柱阵列，所述金属微柱阵列中的微柱单体顶端部二次电铸形成固定套设于微柱单体的各向同性的钉帽状悬壁。
[0009]作为本实用新型电铸成型超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述微柱单体为圆柱或棱柱。
[0010]作为本实用新型电铸成型超疏油表面织构的技术方案的一种改进，相邻悬壁之间的间距小于油脂可渗间隙。
[0011]作为本实用新型电铸成型超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述微柱单体与悬壁组成蘑菇型或钉帽状。
[0012]作为本实用新型电铸成型超疏油表面织构的技术方案的一种改进，所述金属微柱阵列的相邻行的微柱单体错位设置构成多个等腰三角形区间。
[0013]本实用新型的有益效果在于:通过在基底表面电铸成型金属微柱阵列，对其微柱单体顶部二次电铸构成四周悬飘扩大的钉帽状悬壁，悬壁下方的微柱单体之间具有储存空气的间隙，起到承托液体的作用，保持油表面的张力，使得构件表面具有较好的超疏油特性。通过电铸和二次电铸成型的微柱和钉帽体可以通过掩膜进行精确定点定形状电铸，使得金属微柱阵列形貌可控并易于成型且超疏油接触角可控。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种电铸成型超疏油表面织构第一实施例的立体结构示意图。
[0015]图2为本实用新型一种电铸成型超疏油表面织构第二实施例的立体结构示意图。
[0016]图3为本实用新型一种电铸成型超疏油表面织构的纵截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0018]如图1、图3所示，本实用新型一种电铸成型超疏油表面织构，其包括基底1、一次电铸形成的与基底1固定连接为一体的金属微柱阵列，所述金属微柱阵列中的微柱单体5顶端部二次电铸形成固定套设于微柱单体5的各向同性的钉帽状悬壁7。通过在基底表面电铸成型金属微柱阵列5，对其微柱单体5顶部二次电铸构成四周悬飘扩大的钉帽状悬壁7，悬壁7下方的微柱单体5之间具有储存空气的间隙，起到承托液体的作用，保持油表面的张力，使得构件表面具有较好的超疏油特性。通过电铸和二次电铸成型的微柱和钉帽体可以通过掩膜进行精确定点定形状电铸，使得金属微柱阵列形貌可控并易于成型且超疏油接触角可控。
[0019]更佳地，所述微柱单体5为圆柱或棱柱，都可以形成大头状柱体构件，从而在微柱单体5的柱脚之间构成储存空气的间隙，对液面起到承托作用。
[0020]更佳地，相邻悬壁7之间的间距小于油脂可渗间隙，从而起到疏油性作用，防止油脂物质粘附于或渗入构件表面。
[0021]更佳地，所述微柱单体5与悬壁7组成蘑菇型或钉帽状，从而形成悬飘檐即钉帽状悬壁7，使微柱单体5的根部之间具有储存空气的间隙空间，构成超疏油织构。
[0022]更佳地，参考图3所示，所述金属微柱阵列的相邻行的微柱单体5错位设置构成多个等腰三角形区间，使得微柱单体5之间的间隙更加小，三个微柱单体5之间即可构成一个储存空气的区间，该区间的内接圆半径相对更小，更易于产生超疏油特性。
[0023]以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种电铸成型超疏油表面织构，其特征在于:包括基底、一次电铸形成的与基底固定连接为一体的金属微柱阵列，所述金属微柱阵列中的微柱单体顶端部二次电铸形成固定套设于微柱单体的各向同性的钉帽状悬壁。2.根据权利要求1所述的电铸成型超疏油表面织构，其特征在于:所述微柱单体为圆柱或棱柱。3.根据权利要求1所述的电铸成型超疏油表面织构，其特征在于:相邻悬壁之间的间距小于油脂可渗间隙。4.根据权利要求1所述的电铸成型超疏油表面织构，其特征在于:所述微柱单体与悬壁组成蘑菇型或钉帽状。5.根据权利要求1所述的电铸成型超疏油表面织构，其特征在于:所述金属微柱阵列的相邻行的微柱单体错位设置构成多个等腰三角形区间。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电铸成型超疏油表面织构，其包括基底、一次电铸形成的与基底固定连接为一体的金属微柱阵列，所述金属微柱阵列中的微柱单体顶端部二次电铸形成固定套设于微柱单体的各向同性的钉帽状悬壁。通过在基底表面电铸成型金属微柱阵列，对其微柱单体顶部二次电铸构成四周悬飘扩大的钉帽状悬壁，悬壁下方的微柱单体之间具有储存空气的间隙，起到承托液体的作用，保持油表面的张力，使得构件表面具有较好的超疏油特性。通过电铸和二次电铸成型的微柱和钉帽体可以通过掩膜辅助进行精确定点定形状电铸，使得金属微柱阵列形貌可控并易于成型且超疏油接触角可控。
【IPC分类】C25D1/00
【公开号】CN205062210
【申请号】CN201520846725
【发明人】江树镇, 郭钟宁, 张瑞麟, 邓宇, 刘桂贤
【申请人】广东工业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月29日