[发明专利]一种金属表面规则微凹织构阵列的制备方法

摘要

本发明公开了一种金属表面规则微凹织构阵列的制备方法。采用纳秒激光预加工方法在金属基底表面初步得到要求形状、尺寸和间距的微织构，然后通过超声辅助电解加工的方法进行激光预加工重铸层处理，最后通过超声清洗、烘干得到规则微凹织构阵列。本发明不需要常规有序微结构阵列加工中的光刻等掩膜制备工艺，效率高；相对于皮秒和飞秒激光加工，降低了对设备要求，成本低；织构几何特征尺寸由纳秒紫外加工系统的预加工决定，相对于纯化学腐蚀以及掩膜微细电解加工，预加工的织构形状、大小、间距及深度可控性好；重铸层后处理工艺能够适应不同金属材料及不同激光加工参数预加工结果，工艺适应性好。

主权项

1.一种金属表面规则微凹织构阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对所要制备工作面做抛光预处理，将抛光处理后的样片置于去离子水中进行超声清洗，用于去除由于抛光过程中产生的微细磨屑，清洗后的样片取出用去离子水冲洗并用氮气吹干，然后置于烘干台上充分烘干备用；步骤2、将烘干后的样品固定于纳秒激光系统样品载物台上，设置所要加工的织构形状、特征尺寸、织构中心间距以及扫描速度等参数；激光器按照设定参数在样品表面制备出微凹织构阵列；步骤3、激光处理后的样片置于去离子水中清洗，用以去除由于激光加工过程中飞溅在样品表面的微细颗粒物，且部分去除重铸层，然后用去离子水冲洗并吹干，接着置于烘干台上烘干备用；步骤4、将样片作为阳极，进行超声辅助电解加工，所用电解液为由NaCl和NaNO3以特定比例混合而成的中性溶液，根据样片材料特性，NaCl和NaNO3浓度在5～40％之间；适应激光处理中的加工参数及样片材料，电解加工电流在10～100A/dm2之间变化，电压2～10V，电极间隙10～50mm；加工时间在5～20min之间；步骤5、加工完成后进行后处理：在去离子水中超声处理10min，超声功率30‑50W，频率20‑50kHz，样片浸入去离子水的深度10‑30mm，用于去除样片表面残余电解质，然后再用去离子水冲洗样品表面，并用氮气吹干表面，最终得到边缘和织构底部规整的微凹织构阵列。