含氟润滑油超光滑表面防覆冰性能研究

摘要

防覆冰意义重大。目前防冰技术中的热力和机械防冰除冰浪费能源，化学防冰危害环境，相比之下，涂层防冰最近备受重视，其中超疏水涂层更是热门研究方向。但最近人们发现，超疏水涂层表面机械性能普遍较差，抗结冰效果有限。基于此，人们开始关注另一种防覆冰涂层——润滑油灌注形成的超光滑表面（SLIPS）。
　　本文首先将稳定、超光滑的全氟聚醚润滑油滴加到高度疏水、具有微粗糙结构的纳米SiO2/氟硅溶胶/环氧树脂涂层中。发现由于润滑油的引入，涂层降低了水滴滚动角，有效延缓了冰对表面的覆盖，防覆冰性能大大提升，对冰的粘附力相比未填充润滑油的高度疏水表面降低了一个数量级，抗结冰和疏冰效果均明显。
　　但上述润滑油/纳米SiO2/环氧树脂涂层表面在经过多次的模拟冻雨测试之后，防覆冰性能减弱。故我们又制备了含有贯通多孔结构的短玻纤/氟硅溶胶/环氧涂层并灌注全氟聚醚润滑油。发现这种涂层在抗结冰和疏冰性能上的表现比润滑油灌注的SiO2涂层更加出色。同时，抗结冰性能的持久性也比SiO2涂层有了很大的提高。

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第一章 表面除冰、防覆冰研究背景

1.1 表面除冰、防覆冰技术

1.1.1热力防冰

1.1.2机械除冰

1.1.3化学防冰

1.1.4涂层防冰

1.2防覆冰涂层的研究进展

1.2.1牺牲性涂层

1.2.2疏冰涂层

1.2.3超疏水涂层

1.2.4油浸润超光滑涂层

1.3 立题思想和研究内容

1.3.1 立题思想

1.3.2 研究内容

第二章 微粗糙基底含氟润滑油涂层防覆冰性能

2.1引言

2.2 实验部分

2.2.1主要试剂与仪器

2.2.2含氟润滑油超光滑涂层的制备

2.2.3测试与表征

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 涂层形貌

2.3.2 元素含量

2.3.3 水滴在涂层表面的粘滞能力

2.3.4涂层力学性能

2.3.5涂层疏冰及抗结冰性能

2.3.6 超光滑表面抗结冰机理分析

2.4.本章小结

第三章 多孔基底含氟润滑油涂层防覆冰性能

3.1引言

3.2 实验部分

3.2.1主要试剂与仪器

3.2.2含氟润滑油涂层的制备

3.2.3测试与表征

3.3. 实验结果与讨论

3.3.1 涂层形貌

3.3.2水滴在涂层表面的粘滞能力

3.3.3涂层保油能力

3.3.4涂层疏冰及抗结冰性能。

3.4 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢