基于射流掩膜電解加工不銹鋼注塑微結構研究

莊懷印，郭鐘寧，王俊杰，吳 明

（廣東工業大學 機電工程學院，廣東 廣州 510006）

表面微結構是指在光滑表面加工出具有一定尺寸和分布的微坑、微槽或者突起等微納結構的陣列。表面微結構對改善零件表面摩檫力[1-2]、阻力和黏附力[3-5]、潤濕性[5-6]等特性有著重要作用。潤濕性是零件表面一種重要的性質，通常用液體在固體表面時兩者之間的接觸角(water contact angle，WCA)來表征。當接觸角小于90°為親水性表面，接觸角大于90°為疏水性表面，接觸角大于150°則稱為超疏水表面[7]。零件表面粗糙度和形貌結構是影響固體表面潤濕性的關鍵因素。

目前，用于改善零件表面的潤濕性的技術可以分為3大類：一是仿生技術[8]，二是自下而上的增材技術，三是自上而下的減材技術。其中，用于改善潤濕性的減材技術主要有：等離子體處理、激光表面處理、電化學加工等技術。等離子處理技術采用等離子體對零件表面處理獲得微結構[9]。如Katsuya等[10]采用氧等離子對苯二甲酸乙烯處理，獲得超疏水表面結構。Shiu等[11]用刻蝕納米珠的方法，首先制備單層的聚苯乙烯納米珠陣列，然后用氧等離子處理納米珠陣列，從而獲得超疏水效果。Ellinas等[12]首先在聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)聚合物上旋涂聚苯乙烯微粒，然后用氧等離子刻蝕出微結構，最后再用氟碳化合物等離子沉積，制備出三尺度的微納結構，具有超疏水和疏油的效果。激光表面處理技術是用激光改變零件表面形貌達到改變潤濕性的一種方法[13]。 如Wang等[13]利用皮秒激光在模具鋼表面加工出微坑陣列，具有超疏水的功能。……