得益于自然界中各种生物适者生存的本领,沙漠中甲壳虫与仙人掌惊人的生存本领被人们所研究,从仿生研究法得到了超浸润材料。这种超浸润材料有两个极端,分为超疏水材料和超亲水材料,两者在不同的领域里都有着值得探索的潜在应用价值。超疏水材料在日常工业生产及生活中的潜在应用受到研究学者的热烈追捧,也相应的出现了制备超疏水材料的研究工艺以及相应的实验设备。依据现有超疏水表面的加工工艺方法,总结为两个重要步骤分别为在表面修饰低表面能的化学物质和构建具有一定粗糙程度的微纳米结构。根据激光的特点,能快速在物体表面进行扫描并得到微纳米结构,但是无法在其表面产生低表面能的物质,还需要后续的处理,整个过程繁琐、耗时。本文依托现有的激光制备超疏水的工艺方法提出改良,利用超声波振动辅助激光制备超疏水铜表面,具体研究内容如下:1.激光在扫描时是采用网格式扫描的方法,而超声波振动则是单一方向,因此要合理组合激光的扫描方式和超声波振动方式。根据预实验可知,不同的激光参数可以产生的不同形貌组织,并且超声波振动对激光的扫描速度产生的影响较小,对扫描间隔影响的较大,与单纯激光加工相比产生了不一样的表面形貌。2.脉冲激光的特点是脉冲频率高,脉冲作用时间短暂,因此在烧蚀的过程中单个光斑作用深度较浅,熔化的金属液在原有的位置上继续凝固行成重铸层,而超声波振动作用下熔化的金属从烧蚀区域溅出,在烧蚀域周围行成重铸层,增加烧蚀区域深度的同时增加了表面粗糙度。3.超声波辅助激光加工工艺可以快速制备超疏水铜表面,在一定程度上增加了表面有机物的含量,有机疏水基团阻碍了水滴的吸附,使表面达到了疏水效果。不仅如此,铜板受到激光的高温烧蚀会产生氧化反应,生成的氧化铜和氧化亚铜有着不同的性质,进一步影响了表面润湿性。4.通过有限元仿真分析确定了符合超声波加载的频率范围。结果表明,当超声波频率设置在19800Hz至20700Hz范围内时,超声波振动台的振板输出的位移稳定。激光仿真分析下,连续脉冲作用产生的温度能够熔化铜板的表面,并且表面刻痕的深度与扫描速度和脉冲产生的温度直接有关,速度越小,累积的温度越高,烧蚀的越深。由于脉冲间歇时间的存在,样品表面的温度在短时间内就恢复到室温,因此温度不会无限制的叠加,而是达到一定温度后并稳定在一定范围内。