激光快速加工梯度潤濕性表面的實驗研究

摘要：梯度潤濕性表面能夠自主驅動液滴進行可控的定向流動,具有重要的應用價值。采用納秒激光在304不銹鋼表面加工微結構,并輔以低溫熱處理方法,獲得了激光快速加工梯度潤濕性表面。采用掃描電子顯微鏡、能譜分析和接觸角測量儀分別觀察和表征了加工表面的微結構、化學成分及接觸角,采用高速相機觀察液滴在梯度潤濕性表面的流動狀態。實驗結果表明:采用激光加工后,表面C元素含量是影響表面親疏水性的重要因素;對于304不銹鋼,激光加工后通過200℃的短時加熱,可以促進表面C元素含量發生快速變化,實現接觸角的快速固化;合理設計靶材表面的微結構,可以獲得具有不同接觸角的均勻潤濕性表面;通過合理設計表面微結構的分布,可以獲得不同潤濕性梯度的表面;通過改變表面微結構的分布,可以控制靶材表面液滴的流動距離和流速。