叶霞
,
周明
,
蔡兰
,
李保家
,
杨加宏
,
蒋大林
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.04.038
超疏水表面是指对水的接触角θ超过150°且滚落角α低于2°的固体表面,用来解释超疏水现象的两种经典理论分别是Wenzel模型和Cassie模型.在表征表面超疏水性时,除常用的θ、α外,接触角滞后△θ、斜面上液滴滞留在材料表面上的最大半径Rc、两种状态转化时的临界压力△p以及液滴落下后能反弹的临界撞击速度Vc也是非常重要的参数.依据表面微细结构和低表面自由能是构成超疏水表面的两个重要条件,阐述了通过在疏水表面构建表面微细结构和用低表面能物质修饰粗糙表面这两种方法制备超疏水表面,并提出了今后研究中应该注意的一些问题.
关键词:
超疏水
,
浸润
,
接触角
,
表面微细结构
,
表面自由能
吴勃
,
周明
,
李保家
,
蔡兰
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.24.029
提供了一种在不锈钢基体上制备高粘附超疏水薄膜的方法。利用飞秒激光结合水热法在316L不锈钢表面制备了高粘附超疏水薄膜。先在高真空环境下，用能流密度2.4 J/cm2的飞秒激光在不锈钢表面制备出微米级周期性锥状钉结构；然后采用水热法在已经溅射了一层 ZnO 种晶层的不锈钢微结构表面制备出ZnO 纳米杆薄膜，形成微米级锥状钉结构与ZnO 纳米杆相结合的双尺度微纳结构。SEM和 XRD分析结果表明产物为六方纤锌矿结构的 ZnO 晶体。这种双尺度结构表面的表观接触角为160.2°，同时对水滴具有高粘附性。根据建立的微结构几何模型和假定的润湿状态，给出了接触角的计算公式，计算值与实验结果一致性较好。
关键词:
飞秒激光
,
水热法
,
高粘附超疏水
,
ZnO
,
不锈钢
袁润
,
李保家
,
周明
,
李健
,
叶霞
,
蔡兰
功能材料
采用等离子体刻蚀技术及表面硅烷化处理制备了一组硅基方柱阵列样品,测量了其表面与水的表观接触角,简要分析了表面微结构几何参数对润湿模式转换的影响,探讨了方柱阵列微结构表面发生润湿模式转换的原因.结果表明,微结构表面润湿模式转换受微结构几何参数的影响,原因是微结构几何参数的改变会引起表面上的液滴能量的变化,最终导致液滴的润湿状态发生变化.
关键词:
微结构表面
,
润湿模式转换
,
表观接触角
,
方柱阵列
李保家
,
周明
材料导报
总结了激光技术制备纳米粉末的特点,介绍了激光诱导化学气相沉积法、激光烧蚀法、激光诱导液-固界面反应法以及激光-感应复合加热法等的基本原理、装置及特点,综述了目前纳米粉体激光制备技术的应用研究现状,指出了其今后的研究方向和应用前景.
关键词:
纳米粉体
,
激光
,
制备
马明
,
高传玉
,
周明
,
李保家
,
李浩华
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.15.030
在室温下,采用直流磁控溅射法,以载玻片作为衬底,淀积出ZnO薄膜.在常压H2气氛中,以不同温度对样品进行退火处理.结果表明,在退火温度为500℃时,样品具有最佳综合光电性能,其在360～960nm波长范围内的平均透光率为76.35％,方块电阻为6.3kΩ/□.
关键词:
ZnO薄膜
,
退火温度
,
透光率
,
方块电阻
吴勃
,
周明
,
李保家
,
王云龙
,
蔡兰
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.22.018
利用飞秒激光在316L不锈钢表面诱导制备血液相容性微结构，并从微结构的润湿性角度分析血液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加，在样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周期性波纹(LIPSS)，以及两种双尺度结构，即覆盖了LIPSS的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的微结构样品表观接触角都超过150°，达到了超疏水性能要求，并且随着所采用激光能量密度的增强而增大，尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了163.8°。采用了3种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进行了评价，结果表明微结构表面的血液相容性显著优于光滑表面，且随着表面的表观接触角的增大而改善。
关键词:
超快光学
,
飞秒激光
,
表面微结构
,
血液相容性
,
医用不锈钢
吴勃
,
周明
,
李保家
,
蔡兰
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.21.022
利用飞秒激光在高真空环境下，在316L 不锈钢表面两次交叉扫描制备了周期性微纳结构，并研究了微纳结构对波长范围200~900nm 的光波的吸收增强能力。样品表面微结构形貌与成分采用扫描电子显微镜(SEM)和 X 射线衍射仪测试。第1次扫描采用高能流激光，获得了微米级锥状钉结构，表面覆盖了典型的激光诱导周期性表面结构(LIPSS)。然后将样品旋转90°，采用能流为0.02J/cm2的激光进行第2次扫描，路径与第1次扫描相交。第1次扫描的结构中的LIPSS被第2次低能流激光打断纳米颗粒，从而与锥状钉结构结合形成双尺度微结构。反射率测试结果表明，这种双尺度微结构表面的平均反射率约为2.28%，为光滑表面平均反射率的3.42%。结合XRD分析结果，不锈钢表面获得强陷光性能主要归因于飞秒激光制备的微结构。
关键词:
飞秒激光
,
微结构制备
,
陷光性能
,
不锈钢
