[发明专利]恢复金属表面超亲水性的方法

说明书

一种恢复金属表面超亲水性的方法，属表面热处理领域。其特征在于包括以下过程：在空气中，利用加热器（2）对待恢复金属（1）加热，加热温度为90~100℃，加热时间20至30分钟。本发明快速、便捷、成本低。

技术领域

本发明涉及一种恢复金属表面超亲水性的方法，属表面热处理领域。

技术背景

超亲水性表面是指与水的接触角小于5°的表面。自然界中，存在很多天然超亲水表面。很多植物利用这些超亲水表面为自身的生长提供优势。松萝凤梨通过其超亲水叶面上银灰色的绒毛状鳞片直接摄取生长所需的养料和水分。泥炭藓通过其超亲水叶面的多孔表面结构直接吸收水分。一些热带植物叶表面经过长时间的进化后具有超亲水性，通过超亲水表面吸收或铺展水分，加快蒸发。利用这些具有特殊浸润性生物表面，人们可以设计和构建仿生超亲水表面，并应用于实际生产生活中。

近年来，超亲水性表面作为一种非常特殊的现象受到了人们的广泛关注。超亲水性表面性能优异、应用广泛，可以自清洁、防雾、提高表面热交换效率等。一般来说，表面的粗糙化可以使亲水材料的表面更加亲水，甚至达到超亲水。大多数金属都属于亲水性材料，在金属材料表面加工出粗糙的微结构，可以使金属材料表面超亲水化。然而，具有超亲水性的金属表面并不能永久的保持其超亲水性。许多研究人员发现，将具有超亲水性的金属工件置于空气中一段时间后，金属表面由于碳化物的生成和积聚，其逐渐失去超亲水性。随着时间进一步延长，原本超亲水性的金属工件变为疏水甚至是超疏水表面。这些金属工件的优异性能也将随之消失。为了延长具有超亲水性金属工件的使用寿命，一般可以将具有超亲水性的金属工件置于氮气、氢气等气体中，但这势必增加保养和维护成本，导致经济效益下降。

发明内容

本发明提出了一种快速、便捷、成本低的恢复金属表面超亲水性的方法。

一种恢复金属表面超亲水性的方法，其特征在于包括以下过程：

在空气中，利用加热器对待恢复金属加热，加热温度为90~100℃，加热时间20至30分钟。

具有超亲水表面的金属由于长期放置于空气中，空气中的二氧化碳及其他物质会在超亲水金属表面发生复杂的化学反应。从而导致含碳的物质在超亲水金属表面积聚，进而导致超亲水金属表面失去原先的超亲水性。然而，这些含碳物质在较低的温度范围内会发生分解，从金属表面脱离。采用实验室常用的加热器加热失去亲水性的金属，可以达到去除含碳的积聚物质，从而恢复其原先的超亲水性。本发明解决了金属工件易失去超亲水性、使用寿命短的问题，显著的提高了具有超亲水性金属工件的使用寿命，减少了具有超亲水性金属工件的保养和维护成本。所述加热器为实验室用普通加热器，易于购得。所需的热处理温度为90~100℃，易于实现。此外，90~100℃对于工业常用金属来讲，属低温范畴。此温度不会造成金属表面晶粒粗大化，或者发生相变等其他不良现象。金属表面可以很好的保持原有的机械特性。整个热处理过程在空气中进行，无需特殊气体的保护，热处理条件不苛刻。热处理时间短，效率高。

附图说明

图1是恢复金属表面超亲水性的装置和原理示意图。

图中标号名称：1、金属，2、加热器。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明一种恢复金属表面超亲水性的方法，包含以下过程：

在空气中，利用加热器对待恢复金属加热，加热温度为90~100℃，加热时间20至30分钟。

实例1：铜金属片处理前，接触角为150°。加热至90℃，保持20分钟后，恢复了原先的超亲水特性，铜片的接触角再次恢复到0°。

实例2：钨金属片处理前，接触角为128°。加热至95℃，保持30分钟后，恢复了原先的超亲水特性，钨片的接触角再次恢复到0°。