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申请/专利权人：清华大学

摘要：一种超低冰粘附力的超疏水抗结冰航空铝合金表面，该表面由多级微纳结构组成，该微纳结构以周期分布在铝合金基材表面的三维微米锥结构为基础，在微米锥表面分布有密集生长的纳米片和由纳米片组成的纳米花簇；且在微米锥表面或在微米锥与微米锥之间弥散分布有亚微米球和亚微米花中的一种或两种。本发明还公布了该表面的制备方法，由超快激光烧蚀与湿化学法相结合，再经低自由能表面化学修饰而成，可实现大面积高效制备。本发明的航空铝合金抗结冰表面具有极低的冰粘附力，冰与表面之间的粘附强度可低至6kPa，冰在其自身重力作用下或轻微震动下能自行脱落。该表面结构可广泛应用于航空关键构件、船只、地面运输工具、冰箱和空调等防冰领域。

主权项：1.一种超疏水抗结冰航空铝合金表面制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、铝合金基材表面的预处理：将切割后的基材，依次在无水乙醇和丙酮溶液中进行超声清洗，使其表面平整光滑，并去除氧化层；步骤2、铝合金基材表面微米锥阵列结构的制备：利用高功率超快脉冲激光，在金属表面进行选择性图案化烧蚀，使铝合金基材表面形成密集且周期分布的三维微米锥结构；步骤3、将密集且周期分布的三维微米锥结构表面的基底置于制备好的湿化学反应体系中，使三维微米锥结构表面形成密集分布的纳米片结构，在微米锥表面和微米锥与微米锥之间生成亚微米球或亚微米花结构，从而形成由二级或三级复杂微纳结构构成的铝合金基底；步骤4、将反应完成的铝合金表面样品立即放入沸水中蒸煮5-20min，使表面上的微纳结构进一步稳定和固定在铝合金基材上；步骤5、表面化学改性处理：铝合金表面样品用酒精淋洗并吹干后，置于培养皿中，在马弗炉中采用气相沉积法进行氟化处理，处理温度为60~120℃，处理时间为1~2小时；取出后置于室内冷却，即得到所述由二级或三级复杂微纳结构组成的具有超低冰粘附强度的超疏水铝合金表面；所述基底表面设置有呈矩阵排布的微米锥结构，所述微米锥表面分布有密集生长的纳米片和由纳米片组成的纳米花簇；所述微米锥表面或在相邻微米锥之间弥散分布有亚微米球和亚微米花中的一种或两种；所述亚微米花和亚微米球分别由纳米片结构堆叠生长而成；所述纳米片为二维纳米片，所述纳米片的长度为10nm~1μm、宽度为1nm~500nm；所述纳米花簇的直径100nm~1μm；所述亚微米球和亚微米花的直径为150nm~5μm；所述二维纳米片的成分为氢氧化铝，所述亚微米球和亚微米花的成分为氢氧化铝。

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