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一种制备具有疏水润湿性的鲨鱼皮结构仿生表面的新方法:激光加工和有序砂带研磨
Journal of Bionic Engineering ( IF 4.9 ) Pub Date : 2023-01-30 , DOI: 10.1007/s42235-023-00333-1
Guijian Xiao , Zhenyang Liu , Ouchuan Lin , Yi He , Shuai Liu , Jianchao Huang

提出了一种在金属表面制造鲨鱼皮仿生结构的新工艺。通过砂带表面激光定序、层状鳞状结构激光加工、棱纹纹理磨削,成功在IN718表面加工出鲨鱼皮仿生表面。砂带磨削的柔性接触特性允许在分层、鳞片状微观结构上均匀地加工带肋结构。参数优化后制备了半径大于 75 µm 的鲨鱼皮仿生微结构。研究了加工参数对微观结构几何精度的影响,分析了微观组织微观形态和元素分布,揭示了仿生鲨鱼皮表面的棱纹微观结构和化学性质对润湿性的关系。结果表明,降低激光功率和提高激光扫描速率可以降低激光热效应,提高微结构加工精度。激光烧蚀过程伴随着剧烈的化学反应,引入大量的氧和碳元素,并渗入一定深度。由于 C–C/C–H 的吸附和 C=O/O=C–O 的还原,表面的润湿性经历了从亲水性(接触角 69.72°)到疏水性(接触角 131.56°)的转变放置过程。肋状微观结构将表面的固-液接触转变为固-液-气接触,这对疏水性有增强的作用。该研究对疏水层状仿生微结构的加工具有重要指导意义。





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更新日期:2023-01-30
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