PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Nanomanufacturing and Metrology· 2026Q1

Açık Havada Lazer Nitrürleme ile Güçlendirilmiş Süperhidrofobik Mikro-nano Yapı ve Üfleme Desteği

Superhydrophobic Micro-nano Structure Strengthened by Laser Nitriding in Open-Air with Assisted Blowing

J. C. Li, Yuan Zhuang, Qiang Wang, Jie Qu ve diğerleri

Kısa özet

Lazer nitrürleme, süperhidrofobik yüzeyler oluştururken sertliği 4.8 kat artırarak aşınma direncini 150 μm'ye kadar iyileştirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Havadaki pikosaniye lazer işlemi, eş zamanlı olarak süperhidrofobik yüzeyler oluşturur ve nitrürleme yoluyla güçlendirir.
  • Lazer enerjisinin artmasıyla (8-30 W) yüzey sertliği 4.8 kat arttı ve aşınma derinliği direnci 150 μm'ye kadar iyileşti.
  • Süperhidrofobiklik ve dayanıklılık için kritik mikro yapısal parametreler arasında 16.7 μm yükseklik ve 0.536-0.580 arasındaki çap-aralık oranları yer alır.
  • Mikro ölçekli yapılara kıyasla nano ölçekli yapılar hidrofobikliği artırmada daha etkiliydi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Picosecond laser-induced microstructure in ambient air enables superhydrophobic surfaces. However, conventional laser processing often results in microstructures that are susceptible to wear. In this study, a picosecond laser was used to simultaneously induce nitriding strengthening and form surface microstructures in an air environment. As the laser energy increased from 8 to 30 W, the water contact angle (WCA) decreased from 158° to 147°, whereas the surface hardness increased by a factor of 4.8, and the wear depth increased from 100 to 150 μm. By analyzing the stress at the three-phase contact line during droplet–surface interaction and examining the relationship between microstructure characteristics and contact angle, the critical height (H) of the superhydrophobic microstructure was determined to be 16.7 μm, with a diameter-to-pitch ratio (d/p) ranging from 0.536 to 0.580. Furthermore, by establishing a correlation model between microstructural parameters and the shear force (Fs), the intrinsic relationship between structural parameters and mechanical robustness was elucidated. Specifically, when the diameter-to-height ratio (d/H) of the micropillars is less than the critical diameter-to-height ratio (d/H*), and the d/p ratio of the micropillar array is greater than the critical diameter-to-pitch ratio (d/pc), a smaller d/p ratio resulted in stronger hydrophobicity and a higher load-bearing capacity of the microstructure. Moreover, compared with microscale structures, nanoscale structures were more effective in enhancing hydrophobicity. These findings provide valuable guidance for the design of durable superhydrophobic surfaces via laser processing.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Nanomanufacturing and Metrology, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Yüzeyler, Kaplamalar ve Filmler

Surfaces, Coatings and FilmsMaterials Science