研究目的
通过纳秒激光表面纹理化技术研究Zr基块体金属玻璃表面图案制备以实现润湿性调控。
研究成果
实验结果表明,通过激光纹理化技术可定向调控材料表面润湿性,其效果取决于所生成的特定表面图案及选定的工艺参数。对于铸态Vitreloy 105合金表面,采用沟槽状纹理化处理能显著提升亲水性,这主要归因于该图案产生的高粗糙度起主导作用;而与之相反,当采用凹坑状纹理化处理时,铸态表面的亲水性通?;峤档?,此时表面化学改性的影响更为显著。
研究不足
该研究仅限于特定类型的材料(锆基块体金属玻璃)和两种表面形貌(凹坑与沟槽),未探讨其他类型形貌或材料的影响。此外,研究聚焦于静态接触角测量,由于样品尺寸限制,未能进行动态接触角测量。
1:实验设计与方法选择:
采用纳秒脉冲激光加工技术在Zr基块体非晶合金(BMG)Vitreloy 105表面制备两种表面形貌——凹坑与沟槽,重点研究表面拓扑结构与化学改性对原始表面润湿性改变的作用机制。
2:样品选择与数据来源:
选用标称成分为Zr52.8Cu17.6Ni14.8Al9.9Ti4.9(原子百分比)的Zr基BMG Vitreloy 105进行研究,原始铸锭经线切割放电加工(EDM)制成厚度3 mm的圆盘试样。
3:8Cu6Ni8Al9Ti9(原子百分比)的Zr基BMG Vitreloy 105进行研究,原始铸锭经线切割放电加工(EDM)制成厚度3 mm的圆盘试样。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用英国SPI激光公司生产的20 W掺镱光纤脉冲激光系统进行加工,通过西班牙Sensofar公司Smart系列非接触式三维表面轮廓仪检测激光表面织构前后的试样形貌。
4:实验流程与操作规范:
采用100 mm焦距透镜聚焦激光束,入射角垂直于样品表面。通过编程控制三轴平台运动轨迹,在试样表面制备凹坑与沟槽两种结构。
5:数据分析方法:
使用德国DataPhysics公司的OCA100接触角测量仪配合光学摄像系统记录不同表面形貌的静态接触角(SCA),并通过Owens-Wendt-Rabel-Kaeble(OWRK)法测定所有样品的表面自由能(SFE)。
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