激光快速加工梯度润湿性表面的实验研究

激光快速加工梯度润湿性表面的实验研究

论文摘要

梯度润湿性表面能够自主驱动液滴进行可控的定向流动,具有重要的应用价值。采用纳秒激光在304不锈钢表面加工微结构,并辅以低温热处理方法,获得了激光快速加工梯度润湿性表面。采用扫描电子显微镜、能谱分析和接触角测量仪分别观察和表征了加工表面的微结构、化学成分及接触角,采用高速相机观察液滴在梯度润湿性表面的流动状态。实验结果表明:采用激光加工后,表面C元素含量是影响表面亲疏水性的重要因素;对于304不锈钢,激光加工后通过200℃的短时加热,可以促进表面C元素含量发生快速变化,实现接触角的快速固化;合理设计靶材表面的微结构,可以获得具有不同接触角的均匀润湿性表面;通过合理设计表面微结构的分布,可以获得不同润湿性梯度的表面;通过改变表面微结构的分布,可以控制靶材表面液滴的流动距离和流速。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 实 验
  •   2.1 材 料
  •   2.2 激光表面加工
  •   2.3 试样的处理
  •   2.4 润湿性测量
  •   2.5 表面表征
  •   2.6 观察液滴的运动
  • 3 结果分析和讨论
  •   3.1 接触角在空气中的时效演化规律
  •   3.2 低温热处理对激光加工后表面润湿性演化的影响规律
  •     3.2.1 加热温度的影响
  •     3.2.2 加热时间的影响
  •   3.3 构建梯度润湿性表面
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 叶云霞,刘远方,杜婷婷,花银群,符永宏,李祥阳,黄煊

    关键词: 激光技术,激光微织构,润湿性,热处理,梯度,流体流速,化学成分

    来源: 中国激光 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 物理学,化学,金属学及金属工艺,无线电电子学

    单位: 江苏大学机械工程学院,江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院

    基金: 江苏省自然科学基金(BEK20171297),江苏省六大人才高峰项目(GDZB-020),江苏省工业支撑前瞻性项目(BE2017001-2)

    分类号: TG665;TN249;O647.5

    页码: 97-104

    总页数: 8

    文件大小: 586K

    下载量: 307

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