鋁合金被廣泛應用於許多領域，如汽車工業、造船、航空航天、建築和醫學。 在大多數情況下，這些領域要求鋁合金表面具有一些特殊性能。應用在醫療領域和海洋領域中時，鋁合金需同時具備高耐腐蝕性、高絕緣性、良好的防汙性能、優良的耐磨損性能和防水性能。而應用到航空領域和太空領域，鋁合金的耐寒性能、耐磨損和疏水性能則成為了關鍵性能。最近，使鋁合金表面獲得超疏水性能的表面處理技術引起了廣泛的關注。該技術解決了鋁合金性能上的一些缺點，同時賦予了鋁合金表面多功能的特性，但是超疏水塗層在獲得良好的抗機械載荷和抗化學衝擊方面還是遇到了很多尚未解決的問題。本文以鋁鎂合金為基體材料，通過功能性納米工程和納秒雷射織構加工技術製備了具有優良力學性能和化學性能超疏水鋁合金，為其他材料的疏水塗層的設計提供了可借鑑的研究思路。
成果簡介
近日，來自俄羅斯的A. N. Frumkin物理化學與電化學研究院的Ludmila B. Boinovich（第一作者兼通訊作者）在ACS NANO上發表了一篇名為「Combination of Functional Nanoengineering and Nanosecond Laser Texturing for Design of Superhydrophobic Aluminum Alloy with Exceptional Mechanical and Chemical Properties」的文章。研究人員以鋁鎂合金為基體材料，通過1次雷射處理（single-pass laser treatment，記為SPLT）和10次雷射處理（intensive laser treatment，記為ILT）得到不同的表面織構，並藉助SEM、EDX、TEM等分析手段對表面織構進行了形貌、組織和元素分析。接著在SPLT樣品和ILT樣品上鍍一層氟氧基矽烷分別製備成SPLT超疏水樣品和ILT超疏水樣品，並對其進行了電化學實驗、冷熱循環實驗以及振動砂磨試實驗以量樣品的抗腐蝕能力、抗熱衝擊應力，耐磨性能和疏水性能。
【圖文導讀】
圖1：雷射處理後的樣品的SEM圖
（a）1次雷射處理後的樣品的SEM圖；
（b）10次雷射處理後的樣品的SEM圖。
圖2：ILT樣品和SPLT樣品的元素（相）分布EDX圖
（a）ILT樣品的元素（相）分布EDX圖；
（b）SPLT樣品的元素（相）分布EDX圖。粗白色箭頭表示初始的垂直位置樣品表面; h1和h2是重新沉積的材料高於初始表面水平的高度和相對於初始表面凹槽的深度；黃色對應於含氧層；
（c-d）分別為（b）和（a）中分別用灰色矩形標記的字母「t」的頂部區域的經過聚焦離子束（FIB）切割後的斷面的SEM圖。
圖3：SPLT樣品和ILT樣品的氧化層截面的TEM圖以及特定點的EDX光譜
（a）SPLT樣品的氧化層截面的TEM圖；
（b）ILT樣品的氧化層截面的TEM圖；標記（十字）為EDX光譜採集點；
（c-d）分別是（a）和（b）中特定點的EDX光譜。