一种倒金字塔微米结构及其在TC4钛合金表面精确制备方法

1.一种在高硬度TC4钛合金表面精确制备微米结构的方法，其特征在于包括如下步骤：S100：制作一个硅压印模板，其表面上形成有正金字塔阵列的第一微结构；S200：用硅压印模板对TC4钛合金进行高温热压，在钛合金表面形成与硅压印模板的正金字塔阵列第一微结构互补的倒金字塔阵列第二微结构；步骤S100中，采用光刻与湿法刻蚀加工硅压印模板，具体包括以下步骤：101）光刻法制备二氧化硅掩膜：通过光刻方法在具有氧化层的硅片表面制备出预先设计的图案，其图案为正方形周期阵列；用BOE为49%HF：40%NH 4 F＝1:6腐蚀3min，将周期排列的正方形光刻胶图案转移到二氧化硅层，之后用丙酮溶解光刻胶7min，使得耐腐蚀的二氧化硅层作为真正的掩膜，得到覆有方形二氧化硅掩膜的硅片；102）湿法蚀刻：将TMAH溶液升温至85℃，覆有方形二氧化硅掩膜的硅片放在聚四氟乙烯花篮上，并悬置于4%~5%TMAH溶液中，蚀刻35min~45min，得到覆盖二氧化硅掩膜版的正金字塔阵列微结构硅片；103）去除二氧化硅掩膜：将装有蚀刻后硅片的聚四氟乙烯花篮从TMAH溶液中取出，用去离子水冲洗，然后置于BOE溶液中蚀刻5min，再用去离子水冲洗，即得到具有正金字塔微米结构的硅压印模板；步骤S200中，高温热压具体包括以下步骤：201）放置样品：将硅压印模板存在微结构的表面贴合钛合金表面放置，整体置于热压印模具中，平稳放入热压炉中，关闭热压炉，抽真空3×10 -3 MPa；202）预加载过程：压力机以100N/s的速率加载到10kN，作为预加载载荷，以减少热压过程中样品表面的热回弹效应；203）升温过程：通过压力机的加热系统对样品整体加热，设定加热温度为600~700℃，加热速率为10℃/min，缓慢加热使样品加热均匀，减小与设定温度之间的温度差；204）热压过程：达到设定温度后，通过压力机的压力系统对表面贴合硅压印模板的TC4钛合金进行加载，加载速率为100N/s，设定压力为60kN，在设定压力下保压120s，缓慢加压使样品热压均匀，并以保压过程减小热压中的热回弹效应；205）取出样品：热压过程结束后卸载压力，随炉冷却至室温，取出钛合金样品，其表面获得倒金字塔微结构。 2.根据权利要求1所述在高硬度TC4钛合金表面精确制备微米结构的方法，其特征在于：步骤101）二氧化硅方形掩膜边长/间距比例为2.5。 3.根据权利要求1所述在高硬度TC4钛合金表面精确制备微米结构的方法，其特征在于：步骤102），湿法蚀刻的过程中，加上磁力搅拌，转速为60r/min。 4.一种周期阵列排布的倒金字塔微米结构，其特征在于采用权利要求1-3中任一项所述方法获得。