防覆冰

摘要： 为解决低温环境下船体表面易结冰的问题,研制一种用于船舶甲板除冰的纳米SiO_(2)-环氧树脂超疏冰涂层。采用正辛基三乙氧基硅烷(n-Octyl triethoxysilane,OTS)和全氟葵基三甲氧基硅烷(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrimethoxysilane,FAS)三官能度低聚物材料对纳米SiO_(2)粒子进行疏水改性,将改性后的纳米SiO_(2)粒子溶于乙醇后,喷涂在基材表面的环氧树脂上,利用自组装技术使其表面结构高度有序,室温固化后制备超疏冰涂层。采用红外光谱仪、X射线衍射仪分析改性后的纳米SiO_(2)粒子的性能,结果表明纳米SiO_(2)粒子改性成功。利用扫描电子显微镜、热重分析仪、接触角测试仪对纳米SiO_(2)-环氧树脂涂层进行结构表征,可证明改性纳米SiO_(2)的质量分数为15%的纳米SiO_(2)-环氧树脂涂层防覆冰效果最佳,接触角为161.012°。在-30°C环境下,将0.9 mL水滴在有涂层的钢板和玻璃板上,完全结冰时间分别为103、173 s,与纯钢板和纯玻璃基材表面结冰时间相比,分别延长90、110 s,表明涂层疏冰性能较好。

摘要： 对液滴在界面上动态行为的研究是化学和材料领域的一个重要方向,许多先进的表面和界面技术,比如集水、防覆冰、防雾、微流体控制和传热等,均属于这一范畴。通过模仿自然界中具有特殊微纳米结构和特定化学组成的生物表面,设计并构筑相应具有特殊浸润性的仿生界面,对仿生界面材料的技术应用起到了良好的先导与示范作用。本文结合本课题组的研究工作,以自然界中具有特殊微纳米结构和梯度特征的生物表面为出发点,分别从仿生多微纳米梯度界面的雾滴传输聚集调控、低温憎水/防覆冰动态调控、微液滴驱动调控3个方面,综述了近年来仿生多微纳米梯度界面的液滴动态行为调控方面的代表性研究工作,并对该领域的研究现状做出了总结和展望。

摘要： 为了解决输电线路的覆冰问题,对导线涂覆吸能超双疏防覆冰涂层,研究吸能超双疏防覆冰涂层的接触角、滚动角、覆冰减少率、冰粘结力、低温脱冰性能、表面温升。通过实验研究表明吸能超双疏防覆冰样板具有超疏水超疏油性能,比空白样板覆冰减少55%,水平粘结力比空白样板减少99%,垂直粘结力减少89%。因此,超双疏防覆冰涂层具有超双疏、减少覆冰量、降低冰附着力、低温脱冰的性能,将极大改善低温环境中导线覆冰的问题,在输电线路防覆冰领域具有广阔的应用前景。

摘要： 为了解决风机叶片的覆冰问题,对风机叶片基材涂覆吸能超双疏防覆冰涂层,研究吸能超双疏防覆冰涂层的接触角、滚动角、覆冰减少率、冰粘结力、低温脱冰性能和表面温升。通过实验表明:吸能超双疏防覆冰叶片样板具有超疏水、超疏油性能,覆冰比空白叶片样板减少了55%,水平粘结力比空白叶片样板减少了99%,垂直粘结力减少了89%;吸能超双疏防覆冰涂层表面有温升效果,-2°C环境温度下,晴天天气涂层表面温升为4.2°C,多云天气涂层表面温升为2.4°C,阴天天气涂层表面温升为1.7°C。因此,超双疏防覆冰叶片具有超双疏、减少覆冰量、降低冰附着力和低温脱冰的性能,改善了风机运行中叶片覆冰的问题。

摘要： 表面覆冰和积雪广泛存在于日常生活及工业生产中,但在极端复杂低温环境下,工程设备表面严重积冰会影响其使役性能,常常导致高能耗或灾难事故发生。传统除冰技术如机械除冰、加热融冰以及喷洒化学试剂等效率低,费用高,作业危险性大,无法从根本上解决实际工程领域的覆冰难题。通过采用涂装功能防覆冰材料的策略,抑制或延缓材料表面覆冰的形成,降低表面冰层的结合强度和覆冰量,从源头上解决覆冰问题成为主要的研究方向。相比于传统物理法和化学法,该方法具有高效率、低能耗、简便易行等特点,具有较好的应用前景。基于此,在详细阐述了材料表界面润湿特性和防覆冰机理的基础上,综述了国内外极端低温环境下防覆冰材料的研究进展,并对固–液界面型、液–液界面型以及复合涂层材料等几类主要防覆冰材料的适用性及优缺点进行了对比和分析,最后指出了目前防覆冰材料应用面临的技术瓶颈,并对未来防覆冰材料的发展方向和趋势进行了展望,为极端低温环境防覆冰材料的设计和选择提供参考。

摘要： 激光制造超疏水表面是制造仿生超疏水表面的重要手段,本文概述了激光制造超疏水表面在自清洁、耐腐蚀和防覆冰等应用方面的专利发展脉络,重点针对激光制造超疏水表面的技术手段进行分析和总结,希望为激光制造超疏水技术在工程领域的应用研究提供参考。

摘要： 目的通过磁控溅射及表面氟化修饰不同纳米尺度的氧化锌(ZnO)和二氧化硅(SiO_(2))粒子,获得一种新型的ZnO/SiO_(2)复合超疏水涂层。方法研究不同氟化修饰剂对新型ZnO/SiO_(2)复合超疏水涂层防冰性能的影响。采用光学接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的水接触角(CA)、滚动角(SA)、微观膜层形貌以及氟化前后化学键的改变进行分析。采用自制结冰装置及数显拉力计对涂层在高湿低温环境中的结冰时间和冰层在涂层表面的黏附强度进行测试。结果磁控溅射ZnO和SiO_(2)纳米粒子复合制膜得到的粒子排列状态规则,并且两种不同尺寸粒子的掺混使得涂层表面呈多簇状微纳米二级结构,能够很好地降低液滴与表面的附着力;分别选用十七氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G50_(2))、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)4种氟化修饰剂对涂层表面进行整体修饰,其中,FAS-17修饰后的涂层表面防冰效果最好,其液-气复合接触面积比例达到了94.38%,接触角和滚动角达到最佳,分别为164.7°和3°,且冰在表面的黏附强度降低至3.8 kPa;在湿度为60%,温度分别为-2、-10及-20°C的条件下,涂层延缓结冰时间分别为2446、1604、137 s。结论采用不同纳米尺度的ZnO和SiO_(2)纳米粒子,经过磁控溅射和整体表面改性可以得到簇状结构的新型复合超疏水涂层。通过FAS-17乙醇溶液进行表面氟化修饰,更加显著地提高了涂层的超疏水性能。

摘要： 运用喷涂法,将碳纳米管和石墨烯纳米颗粒分别引入普通的疏水性涂料中,以紫铜板为基底,制作3种表面结构不同的疏水表面。搭建半导体制冷试验台,在自然对流条件下,进行壁面温度为-6°C、-10°C以及-15°C条件下不同表面的结霜试验。结果表明,与裸铜表面相比,3种疏水表面均具有显著的防冰抑霜性能,其中添加石墨烯的疏水表面抑霜效果最为明显;在不同壁温条件下,3种疏水表面的凝结液滴的冻结时间分别延长6 294 s、2 955 s和752 s,霜高减小21%、37%和46.5%,得到两种纳米颗粒的相对最佳添加量;-12°C条件下,3种疏水表面的液滴冻结时间分别延长10.9倍、12倍和13倍。

摘要： 以棉/异形截面涤纶复合针刺布为基体,选用溶胶-凝胶法构建表面,无氟十六烷基三甲氧基硅烷与十二烷基三甲氧基硅烷作为疏水剂对复合针织布进行疏水功能化处理,赋予棉/异形截面涤纶复合针刺布防覆冰性能,用以解决农林绿化中贵重植株的防冻保护问题。利用红外光谱图、扫描电镜分析了功能化处理前后针刺布的化学结构及微观形貌;将针刺布置于-20°C环境下,将相同体积的水滴滴在其表面,记录不同正硅酸乙酯添加量针刺布上水滴的冻结状态及冻结时间。结果表明:SiO 2纳米粒子在纤维表面均匀分散,疏水型针刺布的静态接触角可达105.0°~120.0°,防覆冰性能显著提升。因此,无氟疏水型棉/异形截面涤纶复合针刺布在农业防冻布领域具有潜在的优势。

摘要： 综述了风电叶片涂料抗风沙、耐雨蚀和防覆冰等特殊性能评价方法,通过比较和分析不同性能评价方法,探寻出现有合适的评价方法用于相关风电叶片涂料的开发和应用。推荐采用气流挟沙喷射法和耐砂蚀试验中的一种用于抗风沙性能评价;采用喷水试验用于耐雨蚀性能评价;采用水接触角和结冰附着力测试评价涂层的防覆冰性能。

摘要： 本文通过对典型表面进行实验室低温箱人工气候室研究。实验现象表明,超憎水表面在低温高湿条件下发生显著劣变,丧失原有的超憎水性,但在对不同水平倾角的试验研究中发现,当超憎水表面水平倾角大于90°时,可表现出相对的防冰性能。低粘附力表面的研究表明,要使冰依靠自身重力脱离物体表面,冰与表面粘附力的大小在目前认识的最小粘附力表面的基础上还需下降1.5个数量级。

摘要： 针对2008年初南方大范围冰冻天气造成南昌电网损坏的情况,分别就覆冰形成初期、覆冰中后期以及融冰期三个阶段对冰灾导致电网损坏的原因进行了分析,并根据各个阶段特点,提出了一些降低电网遭受覆冰灾害损失的建议和办法。

摘要： 针对2008年初南方大范围冰冻天气造成南昌电网损坏的情况,分别就覆冰形成初期、覆冰中后期以及融冰期三个阶段对冰灾导致电网损坏的原因进行了分析,并根据各个阶段特点,提出了一些降低电网遭受覆冰灾害损失的建议和办法。

摘要： 针对2008年初南方大范围冰冻天气造成南昌电网损坏的情况,分别就覆冰形成初期、覆冰中后期以及融冰期三个阶段对冰灾导致电网损坏的原因进行了分析,并根据各个阶段特点,提出了一些降低电网遭受覆冰灾害损失的建议和办法。

摘要： 针对2008年初南方大范围冰冻天气造成南昌电网损坏的情况,分别就覆冰形成初期、覆冰中后期以及融冰期三个阶段对冰灾导致电网损坏的原因进行了分析,并根据各个阶段特点,提出了一些降低电网遭受覆冰灾害损失的建议和办法。

摘要： 针对2008年初南方大范围冰冻天气造成南昌电网损坏的情况,分别就覆冰形成初期、覆冰中后期以及融冰期三个阶段对冰灾导致电网损坏的原因进行了分析,并根据各个阶段特点,提出了一些降低电网遭受覆冰灾害损失的建议和办法。

摘要： 本发明公开了一种导线覆冰有无决策树模型的建立方法，包括以下步骤，1、数据预处理；2、获得导线覆冰有无总样本的基本参数；3、获取每个变量的基尼系数；4、选取加权平均基尼系数最小的变量作为最优分割属性，开始树的第一层分叉；5、第一层分叉；6、重复步骤3‑5，继续进行深一层的分叉，直至达到决策树终止条件，就完成了决策树模型的生成。本发明还公开了一种基于导线覆冰有无决策树模型的建立方法对覆冰有无判定的方法和预测覆冰持续时间的方法。本发明通过基尼系数来衡量每个变量的信息量，选取基尼系数最小的变量作为最优分割属性，以该变量作为决策树的分支节点，继续进行上述分割，直至达到决策树终止分割条件，则完成模型建立过程。

摘要： 交流电气化铁路接触网的覆冰预警与防冰、融冰方法，采用多个接触网沿线子站数据采集模块、电抗器、隔离开关、数据接收分析模块、控制模块作为预警的系统；子站数据采集模块包括无线信号发射组件、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、降雨量传感器、光照强度传感器；电抗器、工控机、隔离开关、供电臂分别电性连接，控制模块能基于其内部的算法功能、能计算调节电抗器需要投入的阻抗值大小，进而控制进入电抗器电源输入端的防冰电流大小，达到接触网防冰效果。本发明以防冰代替融冰，所需电流小，对接触网安全影响小，针对偶发覆冰事件更经济，可据工况计算最优防冰电流，既可避免接触网局部过热、影响结构，又可降低能耗成本。

摘要： 本发明公开了一种导线覆冰有无决策树模型，包括以下步骤，(1)数据预处理；(2)获得导线覆冰有无总样本的基本参数；(3)获取每个变量的基尼系数；(4)选取加权平均基尼系数最小的变量作为最优分割属性，开始树的第一层分叉；(5)第一层分叉；(6)重复步骤(3)‑(5)，继续进行深一层的分叉，直至达到决策树终止条件，就完成了决策树模型的生成。本发明还公开了一种基于决策树及回归模型的导线覆冰预警方法对导线覆冰有无判定的方法和预测导线覆冰持续时间的方法。本发明通过基尼系数来衡量每个变量的信息量，选取基尼系数最小的变量作为最优分割属性，以该变量作为决策树的分支节点，继续进行上述分割，直至达到决策树终止分割条件，则完成模型建立过程。

摘要： 本发明属于材料表面工程技术领域，涉及一种防覆冰涂料、防覆冰材料及其制备方法。所述防覆冰材料的制备方法，包括如下步骤：将基体材料置于碘蒸气中进行吸附处理，然后将所述防覆冰涂料喷涂在经过吸附处理后的基体材料上，烘干后即制备得到所述防覆冰材料。本发明首次将碘的光热效应引入到防覆冰领域中，用碘蒸汽处理后的基材具有优异的光热特性，在近红外光(700‑1100nm)的照射下能够迅速升温发热，使得表面的冰层逐渐融化，再由于表面的粗糙结构的拒水特性使得半融化状态的冰水混合物能够容易的从表面滑落，实现主动光热除冰和被动防冰相结合，提高防覆冰效率。

摘要： 本发明涉及一种低温下易除覆冰的防覆冰涂料，包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：60‑70份氟硅复合树脂，0.5‑1份纳米级聚四氟乙烯，3‑8份蓖麻油，6‑10份双端乙烯基硅油，6‑10份有机硅改性石蜡，10‑17份第一稀释剂；B组分包括以下重量份的原料：7‑10份固化剂，30‑60份第二稀释剂。本发明在硅氟复合树脂中引入蓖麻油、双端乙烯基硅油和有机硅改性的石蜡，各组分彼此相容性良好，且存在协同配合的作用，低温环境下坚硬的覆冰层与柔韧的涂层间的应力差非常大，在低温条件下可以轻松去除覆冰。采用纳米级四氟乙烯蜡配制为一定浆液，以半球形或微球形分布在涂层表面，使整个涂层具有了极低的磨擦系数，从而可以帮助在低温的防覆冰效果。

摘要： 本发明公开了一种防覆冰叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括根段、中段以及叶尖段，所述根段用于与风力发电机的转毂连接，所述中段位于所述根段和所述叶尖段之间，其中，所述防覆冰叶片还包括：电热薄膜，所述电热薄膜用于通过旋转导电器与所述风力发电机的电源系统和控制器连接，所述电热薄膜设于所述叶片本体的外表面，用于产生热量使覆于所述叶片本体上的冰霜融化；冰霜探测器，所述冰霜探测器用于通过旋转导电器与风力发电机的电源系统和控制器连接，所述冰霜探测器安装在所述叶片本体上，用于检测所述叶片本体是否覆冰；其中，所述电源系统用于对所述电热薄膜和所述冰霜探测器供电，所述控制器用于控制所述冰霜探测器和所述电热薄膜工作。

摘要： 本发明属于材料表面工程技术领域，涉及一种防覆冰涂料、防覆冰材料及其制备方法。所述防覆冰材料的制备方法，包括如下步骤：将基体材料置于碘蒸气中进行吸附处理，然后将所述防覆冰涂料喷涂在经过吸附处理后的基体材料上，烘干后即制备得到所述防覆冰材料。本发明首次将碘的光热效应引入到防覆冰领域中，用碘蒸汽处理后的基材具有优异的光热特性，在近红外光(700‑1100nm)的照射下能够迅速升温发热，使得表面的冰层逐渐融化，再由于表面的粗糙结构的拒水特性使得半融化状态的冰水混合物能够容易的从表面滑落，实现主动光热除冰和被动防冰相结合，提高防覆冰效率。

摘要： 本发明涉及一种低温下易除覆冰的防覆冰涂料，包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：60‑70份氟硅复合树脂，0.5‑1份纳米级聚四氟乙烯，3‑8份蓖麻油，6‑10份双端乙烯基硅油，6‑10份有机硅改性石蜡，10‑17份第一稀释剂；B组分包括以下重量份的原料：7‑10份固化剂，30‑60份第二稀释剂。本发明在硅氟复合树脂中引入蓖麻油、双端乙烯基硅油和有机硅改性的石蜡，各组分彼此相容性良好，且存在协同配合的作用，低温环境下坚硬的覆冰层与柔韧的涂层间的应力差非常大，在低温条件下可以轻松去除覆冰。采用纳米级四氟乙烯蜡配制为一定浆液，以半球形或微球形分布在涂层表面，使整个涂层具有了极低的磨擦系数，从而可以帮助在低温的防覆冰效果。

摘要： 本发明涉及一种风力机叶片及防覆冰除覆冰方法，包括叶壳，叶壳从内到外由叶壳夹芯上层、中间层和表层构成，其特征在于在叶壳的表层的迎风面和背风面沿叶片高度方向上铺设若干数量的加热电阻丝，形成加热电阻丝分布层，在加热电阻丝分布层上再铺设涂层；沿着叶片的轮廓边缘设有汇流条，若干数量的加热电阻丝均与叶片轮廓边缘的汇流条连接，所述汇流条的两端与叶片根部的两个接线柱连接，通过接线柱将汇流条与外部供电电路连接；叶片整体分为叶片前缘和叶片中后部两部分，叶片前缘与叶片中后部的长度比为1:1.2‑1.5，位于叶片前缘的加热电阻丝的数量为位于叶片中后部的加热电阻丝的数量的2‑3倍，所有加热电阻丝除长短不同外。

摘要： 本实用新型公开了防覆冰叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括根段、中段以及叶尖段，所述根段用于与风力发电机的转毂连接，所述中段位于所述根段和所述叶尖段之间，其中，所述防覆冰叶片还包括：电热薄膜，所述电热薄膜用于通过旋转导电器与所述风力发电机的电源系统和控制器连接，所述电热薄膜设于所述叶片本体的外表面，用于产生热量使覆于所述叶片本体上的冰霜融化；冰霜探测器，所述冰霜探测器用于通过旋转导电器与风力发电机的电源系统和控制器连接，所述冰霜探测器安装在所述叶片本体上，用于检测所述叶片本体是否覆冰；其中，所述电源系统用于对所述电热薄膜和所述冰霜探测器供电，所述控制器用于控制所述冰霜探测器和所述电热薄膜工作。