专利摘要

专利摘要

本发明公开一种金属基水下仿生气膜减阻表面及其制备方法与应用。所述金属基水下仿生气膜减阻表面包括金属基体，还包括设置于所述金属基体表面的凹坑状微结构和设置于所述凹坑状微结构表面的氧化锌纳米棒阵列。本发明受水蜘蛛气附功能表面的启发，首先采用激光刻蚀技术在金属基表面加工具有凹坑状的微米级阵列结构，并采用沉积工艺在微结构表面沉积一层氧化锌种晶层，最后采用水热法在微结构表面生长氧化锌纳米棒阵列结构，并经热处理后，得到具有类似于嵌有刚毛状结构的微结构表面，该仿生表面在水中可吸附空气，形成一层稳定的气膜，实现减阻的效果。

权利要求

1.一种金属基水下仿生气膜减阻表面，包括金属基体，其特征在于，还包括设置于所述金属基体表面的凹坑状微结构和设置于所述凹坑状微结构表面的氧化锌纳米棒阵列；

所述金属基体选自纯铝基体、铝合金基体、紫铜基体和不锈钢基体中的一种；

所述凹坑状微结构选自半圆形凹坑状微结构、正方形凹坑状微结构和倒锥形凹坑状微结构中的一种；

所述半圆形凹坑状微结构的直径为35μm-75μm，相邻凹坑之间的中心距离为75μm-140μm，加工深度为45μm-85μm；

所述正方形凹坑状微结构的边长为30μm-70μm，相邻凹坑之间的中心距离为70μm-140μm，加工深度为45μm-85μm；

所述倒锥形凹坑状微结构的直径为35μm-75μm，相邻凹坑之间的中心距离为75μm-140μm，加工深度为45μm-85μm；

所述金属基水下仿生气膜减阻表面在水中吸附空气，形成一层稳定的气膜，实现减阻的效果；

所述氧化锌纳米棒的横截面呈正六边形，所述正六边形的边长为150nm-400nm，所述氧化锌纳米棒的长度为2.5μm-6.5μm，相邻氧化锌纳米棒之间的距离为450nm-700nm；

所述仿生气膜减阻表面加工在水下航行体表面或舰船底部表面。

2.根据权利要求1所述的金属基水下仿生气膜减阻表面，其特征在于，所述凹坑状微结构为半圆形凹坑状微结构，所述半圆形凹坑状微结构的直径为65μm，相邻凹坑之间的中心距离为95μm，加工深度为75μm，所述氧化锌纳米棒的横截面呈正六边形，所述正六边形的边长为300nm，所述氧化锌纳米棒的长度为5.5μm，相邻氧化锌纳米棒之间的距离为550nm；

或者，所述凹坑状微结构为正方形凹坑状微结构，所述正方形凹坑状微结构的边长为55μm，相邻凹坑之间的中心距离为100μm，加工深度为65μm，所述氧化锌纳米棒的横截面呈正六边形，所述正六边形的边长为350nm，所述氧化锌纳米棒的长度为5μm，相邻氧化锌纳米棒之间的距离为650nm；

或者，所述凹坑状微结构为倒锥形凹坑状微结构，所述倒锥形凹坑状微结构的直径为75μm，相邻凹坑之间的中心距离为115μm，加工深度为85μm，所述氧化锌纳米棒的横截面呈正六边形，所述正六边形的边长为400nm，所述氧化锌纳米棒的长度为6.5μm，相邻氧化锌纳米棒之间的距离为650nm。

3.一种如权利要求1或2所述金属基水下仿生气膜减阻表面的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)、金属基体表面前处理工艺：采用砂纸对金属基体表面进行打磨，然后对打磨后的金属基体表面进行清洗，吹干后待用；

2)采用激光刻蚀加工技术将上述步骤1)中的表面制备成具有凹坑状微结构的金属基表面；

3)采用沉积工艺在上述步骤2)表面沉积一层氧化锌种晶层；

4)采用水热法在上述步骤3)表面生长氧化锌纳米棒阵列结构；

5)将上述步骤4)得到的金属基体进行退火处理，得到所述金属基水下仿生气膜减阻表面。

4.根据权利要求3所述的金属基水下仿生气膜减阻表面的制备方法，其特征在于，步骤2)中激光刻蚀工艺的参数：脉冲宽度为(300±100)fs，频率为1.5kHz，能量密度为2.2J/cm2，扫描速度为1.5mm/s，扫描间距为70μm-140μm。

5.根据权利要求3所述的金属基水下仿生气膜减阻表面的制备方法，其特征在于，步骤4)具体包括：将盛有质量浓度为7～12％的甲酰胺水溶液的玻璃烧杯置于水浴锅中，温度控制为55-95℃，然后将步骤3)中沉积有氧化锌种晶层的金属基体浸泡在玻璃烧杯中，镀有氧化锌种晶层表面水平朝上，将金属锌片垂直放入玻璃烧杯中，并与沉积有氧化锌种晶层的金属基体保持距离为3-10mm，作为反应体系，水热反应时间为24-36h。

6.一种如权利要求1或2所述金属基水下仿生气膜减阻表面的应用，其特征在于，将所述金属基水下仿生气膜减阻表面加工在水下航行体表面或舰船底部表面。

一种金属基水下仿生气膜减阻表面及其制备方法与应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。