旋带掩模电解织构化圆柱表面及其润湿性分析

在圆柱面工件上高效、低成本地创制功能化极端润湿性表面仍面临重大技术挑战。对此提出旋带掩模电解织构技术。该技术直接选用市售带状柔性电绝缘多孔高分子编织布为活动掩模,以中性盐Na NO3溶液为电解液,基于旋带电解印制方式对金属圆柱表面进行织构化处理。介绍其工作原理,分析圆柱表面微织构形貌与几何廓形的演化过程,试验探究极间电压、旋带速度、加工次数等对表面织构特征的影响,评测氟化后的不同微结构特征的织构化表面的润湿性。结果表明:圆柱表面织构特征显著受加工次数的影响,随加工次数的增加,圆柱表面经历“反复复制”掩模印制阵列凹凸微结构、阵列凹凸微结构叠错-细化、微纳米分级结构分级化等表面微织构化演化过程;用时仅需249 s制备的外径49 cm、长50 cm的SUS304圆柱面(氟化后)微-纳米分级结构表面对水/甘油/十六烷的接触角分别为160.4°、158.5°、153.6°、滚动角分别为2.1°、5.6°、8.6°;呈现优异的超双疏极端润湿性且机械耐久性好。旋带掩模电解织构技术在圆柱面工件制取机械耐久性极端润湿性功能表面方面呈现高效、低成本、便于实施等优势。