一种超疏水性非晶态合金表面微结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种超疏水性非晶态合金表面微结构的制备方法，包括：(1)绘制微结构的二维矢量图；(2)根据所述微结构二维矢量图，加工掩膜板，在单晶硅片上蚀刻出微结构的阴母模；(3)将金属原料按照一定原子比进行配比，然后在真空条件下电弧/感应熔炼，再采用铜模吸铸/喷铸法制备出非晶态合金样品；(4)将硅模和非晶态合金样品放置在夹具中，升温至设定温度，热压成形；(5)取出成形体并放入碱性溶液中，待硅完全溶解后，即得到表面具有三维微结构的非晶态合金。本发明方法制备的非晶态合金表面微结构，形状、尺寸及分布可控，具有超疏水性，在航天航空、国防军事以及工业生产等领域具有重要的应用价值。

主权项

一种超疏水性非晶态合金表面微结构的制备方法，具体包括如下步骤：（1）制作微结构的平面图，其中微结构的平面图参数根据Cassie方程cosθ_c=f_SLcosθ₀+f_SL‑1进行计算，θ_c、θ₀、f_SL分别是Cassie状态表观接触角、本征接触角、水滴与固体接触分数；（2）硅模制备根据所述微结构的平面图加工掩膜板，采用深反应离子蚀刻技术，在单晶硅片上蚀刻出微结构的阴母模；（3）非晶态合金样品制备将金属原料按照一定原子比进行配比，然后在真空条件下电弧/感应熔炼，再采用铜模吸铸/喷铸法制备出一定尺寸的非晶态合金样品，其中，所述的非晶态合金为Pd‑基、Pt‑基、Au‑基、Zr‑基或Ti‑基的非晶态合金，制备过程具体为：首先，将纯度高于99.9%的金属原料根据原子比进行配比，装入石英管中进行封装，再放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，得到母合金；其次，将母合金装入石英管中，放置在真空感应熔炼炉中升温到熔融状态，然后喷铸到水冷铜模中，制备出非晶态合金片；最后，将所制备的非晶态合金片切成一定尺寸的片状样品，将端面抛光至镜面，用丙酮清洗晾干；（4）非晶态合金表面微结构的热压成形将硅模和非晶态合金样品依次放置在夹具中，升温至设定温度，再在一定速率条件下热压成形；（5）冷却脱模热压成形结束后，取出成形体并放入碱性溶液中，待硅完全溶解后，即得到表面具有三维微结构的非晶态合金，其中，所述的表面微结构形状为柱状、蜂窝状或针尖状。