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Ni基增强PDMS@Si油+SiC纤维复合耐久防冰涂层设计及其作用机理研究
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作者 王捷 张硕轩 +2 位作者 侯向辉 齐博 吴梦涓 《表面技术》 北大核心 2025年第14期205-214,共10页
目的 部分关键基础设施表面的结冰现象可能导致灾难性破坏及严重的经济后果。在工程部件表面预制具有良好防除冰性能的防冰功能表面能够较好地解决这一难题。方法 为缓解这一问题,提出了一种新型防冰涂层设计,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作... 目的 部分关键基础设施表面的结冰现象可能导致灾难性破坏及严重的经济后果。在工程部件表面预制具有良好防除冰性能的防冰功能表面能够较好地解决这一难题。方法 为缓解这一问题,提出了一种新型防冰涂层设计,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为聚合物基质,通过硅(Si)油和碳化硅(SiC)纤维的协同改性,并引入金属镍(Ni)骨架,形成网络互连结构,从而提升机械稳定性并保障长效防/除冰性能。结果 实验结果显示,Si油和Si C纤维显著增强了涂层样品的防结冰与除冰能力。样品表面过冷液滴的延迟结冰时间从Ni/PDMS的62 s增加至NP-SO-SiC的124 s,这与样品表面结冰成核能量势垒的提高密切相关。具体而言,Si油有效降低了表面自由能并减少了异质形核位点数量,从而抑制冰晶形成。同时其静态水接触角(WCA)高达126.4°,进一步抑制了水滴铺展,降低了界面间热交换效率。通过循环结/除冰测试验证了NP-SO-SiC在机械强度和耐磨性方面显著提升。在经过30次测试后,其冰黏附强度维持在约26 kPa,WCA基本不变,样品自身重量基本保持不变。结论 这证明该涂层设计具有增强耐久性的效果,SiC纤维与Ni网骨架结构可有效抵抗冻结过程中对涂层造成的损伤,有助于避免裂纹和缺陷出现,从而保持其形貌与防冰性能,为解决长期恶劣环境下防冰涂层服役问题提供了实用方案。 展开更多
关键词 防冰性能 多孔Ni骨架 Si油 SIC纤维 机械耐久性
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多孔PDMS基-凝胶介质材料的疏冰特性研究
2
作者 顾兴士 易贤 李科 《表面技术》 北大核心 2025年第12期195-206,共12页
目的探究孔径对多孔PDMS基-有机凝胶介质材料(GIP-PDMS)疏冰特性的影响,揭示GIP-PDMS的疏冰机制。方法采用“模板析出-浸渍-固化”三步法制备了~200、~400和~1000μm^(3)种不同孔径的GIP-PDMS材料;实验研究了不同孔径GIP-PDMS在静态/动... 目的探究孔径对多孔PDMS基-有机凝胶介质材料(GIP-PDMS)疏冰特性的影响,揭示GIP-PDMS的疏冰机制。方法采用“模板析出-浸渍-固化”三步法制备了~200、~400和~1000μm^(3)种不同孔径的GIP-PDMS材料;实验研究了不同孔径GIP-PDMS在静态/动态结冰、表面磨损、酸碱腐蚀及油污污染等多因素下的疏冰特性;基于内聚力单元仿真模型分析了GIP-PDMS材料的疏冰机制。结果实验表明:GIP-PDMS材料的冰黏附强度显著低于多孔PDMS,且其冰黏附强度与孔隙尺寸呈正相关关系;在-25~-5℃温度范围内、静态/动态结冰条件下~200μm孔径GIP-PDMS材料的冰黏附强度稳定性最好(变化量仅为3.8 kPa);在经历100次重复磨损后,~400μm和~1000μm孔径材料分别表现出最小和最大的冰黏附强度增幅;在动态结冰温度持续降低(-5~-25℃)、表面磨损程度加剧的情况下,孔径为~200μm材料的冰黏附强度呈减小趋势,疏冰性能增强;在强酸(pH=1)强碱(pH=13)腐蚀和油污污染条件下,不同孔径GIP-PDMS冰黏附强度均基本保持不变。仿真表明:在切向除冰过程中GIP-PDMS的骨架与凝胶之间因不同的弹性模量导致材料-冰界面在多位置处出现裂纹萌生与扩展,从而获得优异的疏冰性能。结论GIP-PDMS材料在不同结冰气候条件、表面磨损、酸碱腐蚀及油污污染下仍具有优异的疏冰特性,可为高性能防除冰材料的选择提供参考。 展开更多
关键词 防除冰 冰黏附强度 PDMS 多孔介质 界面裂纹 疏冰机制
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超疏水/超润滑表面的防疏冰机理及其应用 被引量:39
3
作者 郑海坤 常士楠 赵媛媛 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第1期102-118,共17页
超疏水/超润滑表面作为一种新的防疏冰方法,具有耗能低、重量轻、结构简单等优点,展现出了良好应用前景,却也存在一些问题,吸引了大量的学者开展了广泛的研究和讨论。本文从结冰的微观物理过程出发,结合实际应用背景,讨论了超疏水/超润... 超疏水/超润滑表面作为一种新的防疏冰方法,具有耗能低、重量轻、结构简单等优点,展现出了良好应用前景,却也存在一些问题,吸引了大量的学者开展了广泛的研究和讨论。本文从结冰的微观物理过程出发,结合实际应用背景,讨论了超疏水/超润滑表面的防疏冰机理及其影响因素;综述了防疏表面的相关研究成果及设计进展,总结了目前研究的问题,并进行了相关评述;同时提出了一种兼顾防冰和疏冰特性的性能评价方法;最后对防疏冰表面应用所面临的挑战进行了总结和展望。关于防疏冰表面研究进展的综述,不但可以深化我们对其作用机制的认识,更能为设计可工程化应用的防疏冰表面提供思路。 展开更多
关键词 超疏水表面 超润滑表面 防冰 疏冰 性能评价
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防覆冰涂层构建机理及制备 被引量:17
4
作者 阎映弟 罗能镇 +3 位作者 相咸高 徐义明 张庆华 詹晓力 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第1期214-222,共9页
航空、通信、电力和运输设备的覆冰现象给人们的生产、生活带来许多不便,甚至引起重大经济损失,防覆冰涂层主要通过材料表面特殊物理化学性能与微相形貌来实现抗冰目的,这类材料需要兼具防结冰性和疏冰性,从延长结冰时间和降低冰的附着... 航空、通信、电力和运输设备的覆冰现象给人们的生产、生活带来许多不便,甚至引起重大经济损失,防覆冰涂层主要通过材料表面特殊物理化学性能与微相形貌来实现抗冰目的,这类材料需要兼具防结冰性和疏冰性,从延长结冰时间和降低冰的附着力两方面来减轻甚至消除冰雪积聚,是目前研究的热点。本文从防覆冰机理入手,深入探讨了防结冰性和疏冰性的影响因素,阐述了防覆冰涂层材料的设计与制备方面的最新进展,并对防覆冰涂层目前存在的问题与发展方向进行了分析和展望。 展开更多
关键词 防覆冰 涂层 表面 附着力 超疏水
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Balance of Polyacrylate-Fluorosilicone Block Copolymers as Icephobic Coatings 被引量:4
5
作者 Kai-qiang Zhang Jing-zhe Cai +3 位作者 Xiao-hui Li Hui Li 赵蕴慧 袁晓燕 《Chinese Journal of Polymer Science》 SCIE CAS CSCD 2015年第1期153-162,共10页
Polyacrylate-fluorosilicone block copolymers, namely, polyacrylate-b-polydimethylsiloxane and polyacrylate-bpolymethyltrifluoropropylsiloxane were synthesized for fabricating icephobic coatings. The surface morphology... Polyacrylate-fluorosilicone block copolymers, namely, polyacrylate-b-polydimethylsiloxane and polyacrylate-bpolymethyltrifluoropropylsiloxane were synthesized for fabricating icephobic coatings. The surface morphology and chemical composition of the block copolymers were characterized by atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, suggesting that the fluorosilicone blocks aggregated on the top of the copolymer surfaces. Results of water contact angles and ice shear strength demonstrated a certain amount adding of methacryloisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxane could lead to the decrease of contact angle hysteresis and increase of surface roughness, consequently resulting in significant reduction of the ice adhesion strength. Therefore, the block copolymers with the combined advantages of silicone and fluoropolymers could be potentially applied as icephobic coatings. 展开更多
关键词 Block copolymer Polydimethylsiloxane Polymethyltrifluoropropylsiloxane Polyacrylate icephobicity.
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胶带表面优异防覆冰性能 被引量:2
6
作者 陈宇 王磊 王波 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期631-635,共5页
通过在普通胶带表面黏结聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微米球,再通过水热法在微米球表面制备规则的ZnO纳米棒结构,经氟化处理后得到了具有柔性、大面积、低温超疏水和防冰性能的薄膜.低温环境中,液滴在这种复合的微纳米结构表面可以实现结冰延... 通过在普通胶带表面黏结聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微米球,再通过水热法在微米球表面制备规则的ZnO纳米棒结构,经氟化处理后得到了具有柔性、大面积、低温超疏水和防冰性能的薄膜.低温环境中,液滴在这种复合的微纳米结构表面可以实现结冰延迟.经历结冰-融化循环后,液滴的界面未发生明显变化,证明了该结构的可靠性.这种抗结冰的薄膜是建立在胶带和PMMA基础之上的,在风电、高压线缆以及冰箱制造工业中具有良好的应用前景. 展开更多
关键词 聚甲基丙烯酸甲酯 氧化锌纳米棒 防冰 超疏水 可靠性
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表面微结构设计对材料疏水及防冰性能影响研究 被引量:1
7
作者 陈凯 王强 +2 位作者 孙婷 游敏 夏祖西 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期103-105,共3页
以硅氧烷为疏水剂,采用浸渍法在具有开放及封闭微结构的金属铝板上制备了超疏水表面,系统考查了表面微结构设计对材料疏水及防冰性能的影响。结果表明,超疏水表面静态接触角随结除冰次数的增加而减少,滚动角随结除冰次数的增加而增大,... 以硅氧烷为疏水剂,采用浸渍法在具有开放及封闭微结构的金属铝板上制备了超疏水表面,系统考查了表面微结构设计对材料疏水及防冰性能的影响。结果表明,超疏水表面静态接触角随结除冰次数的增加而减少,滚动角随结除冰次数的增加而增大,且在多个结冰除冰循环后,表面开放微结构的金属铝板丧失其超疏水性,表面封闭微结构的金属铝板仍保持其超疏水性。进一步实验研究表明,在多个结冰除冰循环后,在相同结冰条件下,水滴在表面为开放微结构的金属铝板上的结冰时间远长于表面为封闭结构的金属铝板。 展开更多
关键词 封闭结构 超疏水表面 防疏冰
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简单水热法制备海胆状γ-MnO_2超疏水表面
8
作者 李文 贾俊 蒋春隆 《湘潭大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2014年第4期5-9,共5页
主要介绍了在150℃水热反应条件下以铝为基底制备海胆状γ-MnO2超疏水表面的方法.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)和滚动角(SA)测试,研究了该种表面的物质组成、微观形貌以及疏水性能.测试结果显示该表面的接触角... 主要介绍了在150℃水热反应条件下以铝为基底制备海胆状γ-MnO2超疏水表面的方法.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)和滚动角(SA)测试,研究了该种表面的物质组成、微观形貌以及疏水性能.测试结果显示该表面的接触角最高为164.3°,同时滚动角小于5°,达到了超疏水表面的要求.并对制得的表面在-10℃的冰箱环境下进行了防覆冰测试,证明了该表面具有延迟水滴结冰的作用. 展开更多
关键词 超疏水表面 水热法 γ-MnO2 防覆冰
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多尺度柔性结构的防覆冰性能 被引量:3
9
作者 王磊 侯永平 郑咏梅 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1548-1552,共5页
通过软复型和晶体生长的方法制备了具有柔性微米锯齿和纳米棒结构的微纳米复合表面,其具有低温低黏附的特性,达到了优异的防覆冰效果.柔性微纳米结构表面的形变,可以在低温条件下有效去除液滴.研究结果表明,微米结构的弯曲作用改变了液... 通过软复型和晶体生长的方法制备了具有柔性微米锯齿和纳米棒结构的微纳米复合表面,其具有低温低黏附的特性,达到了优异的防覆冰效果.柔性微纳米结构表面的形变,可以在低温条件下有效去除液滴.研究结果表明,微米结构的弯曲作用改变了液滴在表面的三相线,凹面增大了气/液/固三相线长度,增加了驱动液滴的难度;凸面减小了气/液/固三相线长度,有利于减少液滴与表面之间黏附力,使液滴在重力作用下快速脱除. 展开更多
关键词 软复型 晶体生长 三相线 防覆冰 柔性结构
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改性PAMAM超亲水聚合物的制备及其防覆冰性能研究 被引量:2
10
作者 王强峰 张庆华 詹晓力 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期11168-11173,共6页
采用溶胶-凝胶法引入二氧化硅纳米粒子制备了超亲水改性PAMAM聚合物,利用FT-IR、SEM、AFM以及表面张力仪对改性PAMAM聚合物涂层进行表征,考察了改性PAMAM聚合物涂层的润湿性能和表面结构特征,并对其防覆冰性能进行了研究。结果表明,制... 采用溶胶-凝胶法引入二氧化硅纳米粒子制备了超亲水改性PAMAM聚合物,利用FT-IR、SEM、AFM以及表面张力仪对改性PAMAM聚合物涂层进行表征,考察了改性PAMAM聚合物涂层的润湿性能和表面结构特征,并对其防覆冰性能进行了研究。结果表明,制备的超亲水涂层表面形成了微纳米复合结构且静态接触角为9.4°达到超亲水状态;超亲水涂层具有较好的防结冰特性,主要是由于PAMAM端部的氨基以及分子空腔有助于超亲水表面形成水膜,抑制表面结冰速度,40min内覆冰量仅为1.19g,温度-5℃时延迟结冰时间可长达133s,而普通的疏水涂层只能延迟38s;改性PAMAM涂层的冰表面粘附力约为0.33N,疏冰性能显著优于普通的亲水和疏水涂层;稳定性测试中,经过12次结冰循环测试,其静态接触角和冰表面粘附力的平均变动幅度分别为1.4%和1.2%。 展开更多
关键词 PAMAM 超亲水 防覆冰 粘附力 疏冰
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Superior anti-icing strategy by combined sustainable liquid repellence and electro/photo-responsive thermogenesis of oil/MWNT composite 被引量:4
11
作者 Aeree Kim Seonghyeon Kim +2 位作者 Myoung Huh Hyungmo Kim Chan Lee 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第14期106-116,共11页
This paper introduces an effective anti-icing strategy that uses passive anti-icing property and active de-icing functions concurrently.These dual capabilities can alleviate the icing problem more effectively than eit... This paper introduces an effective anti-icing strategy that uses passive anti-icing property and active de-icing functions concurrently.These dual capabilities can alleviate the icing problem more effectively than either a passive or active function alone.The developed material is a slippery liquid-repellent elastic conductor(SLEC);it is an organogel that is composed of multi-walled carbon nanotubes,oil,and polydimethylsiloxane.The SLEC maintains passive water-droplet sliding ability even on wet surfaces that frequently occur in cold conditions(e.g.,during condensation and defrosting),suppresses ice nucleation,and shows ice adhesion strength as low as^20 kPa.The SLEC releases heat when it is subject to electrical or photonic stimulation,and can therefore it can prevent ice formation and melt ice that has already formed on a surface.This material has sustainable liquid repellence by syneresis and replenishment;this ability ensures long-lasting anti-icing property,and results in exceptional durability.This durability is stable against mechanical damage.The superior dual anti-icing capabilities together with the sustainable and stable liquid repellence should generate synergistic effects,and yield a powerful anti-icing tool that can broaden the range of icing applications. 展开更多
关键词 ANTI-ICING DE-ICING Icephobic Soft conductor Self-healing Nanocomposite Liquid repellence
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Slippery Photothermal Trap for Outstanding Deicing Surfaces 被引量:3
12
作者 Muhammad Imran Jamil Qiongyan Wang +4 位作者 Amjad Ali Munir Hussain Tariq Aziz Xiaoli Zhan Qinghua Zhang 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2021年第3期548-558,共11页
Ice accumulation is a safety and operational threat in power lines,wind turbines,and transportations.Surfaces having both passive anti-icing and active deicing functionalities are very rare.Here,we report a self-clean... Ice accumulation is a safety and operational threat in power lines,wind turbines,and transportations.Surfaces having both passive anti-icing and active deicing functionalities are very rare.Here,we report a self-cleaning slippery photothermal trap,which is icephobic passively and deice the surfaces actively by converting sun light to heat at the ice-substrate interface.The photothermal trap consists of three layers:a candle soot layer act as solar radiation absorber,a magnetic iron oxide Fe_(3)O_(4) nanoparticles layer act as heat spreader for lateral dispersal of sun light,and Room Temperature Vulcanized(RTV)insulation to reduce the transverse heat loss.Upon illumination under microsolar 300,the temperature of the surface increased by 40℃ within 200 s.The heat confinement at the magnetic Fe_(3)O_(4) na-noparticles layer leads to rapid increase of the surface temperature,ice start to melt and silicone lubricant facilitates the ice removal.The slippery photothermal trap removed the frozen droplet(10 fiL)within 40 s upon the illumination of sun light and the frozen droplet was completely converted into water after 7 min illumination of solar light at-20℃.The developed slippery photothermal trap also melted the fully frost covered layer within 100 s at-20℃ under sunlamp.The average defrosted length(25 mm)was also observed by irradiation of laser light for 45 s.The self-cleaning slippery photothermal coating showed outstanding deicing performance at subzero temperature for long term due to the infusion of silicone oil into the nanostructures and same chemical composition with binder. 展开更多
关键词 slippery photothermal trap candle soot iron oxide nanoparticles icephobic SELF-CLEANING
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铝基防冰表面的研究进展 被引量:2
13
作者 何志伟 沈子航 +3 位作者 邱焕逸 陈家豪 梁立军 王建均 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期41-50,共10页
铝和铝合金是用途十分广泛的金属材料,当其作为设备表面置于零度以下工作时,设备表面的防冰保护对其安全运行具有重要意义。本文综述了两种类型的铝基防冰表面:超疏水型和有机润滑型。首先介绍了铝基表面微纳米结构的制备方法及其表面... 铝和铝合金是用途十分广泛的金属材料,当其作为设备表面置于零度以下工作时,设备表面的防冰保护对其安全运行具有重要意义。本文综述了两种类型的铝基防冰表面:超疏水型和有机润滑型。首先介绍了铝基表面微纳米结构的制备方法及其表面的低能化,并总结其优缺点。然后阐述了铝基表面防冰性能的表征手段,包括水滴延迟结冰和冰黏附强度,通过表征可判断不同铝基表面防冰性能的差异。最后提出铝基防冰表面未来的研究应聚焦于铝基表面的耐磨性及结冰/除冰循环下表面防冰的可持续性。 展开更多
关键词 防冰 超疏水 润滑 冰黏附强度 延迟结冰
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超滑表面防冰与疏冰机理研究 被引量:5
14
作者 蒋静 唐桂华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期111-118,共8页
为解决高湿度条件下超疏水表面防冰失效问题,提出了一种新型多孔超滑表面。基于自组装技术,提出新型超滑表面(HPO-SLIP)涂层表面制备方法,即通过构建超疏水粗糙多孔基底进而涂覆润滑油制备获得超滑表面,并对其润湿特性和微观形貌进行表... 为解决高湿度条件下超疏水表面防冰失效问题,提出了一种新型多孔超滑表面。基于自组装技术,提出新型超滑表面(HPO-SLIP)涂层表面制备方法,即通过构建超疏水粗糙多孔基底进而涂覆润滑油制备获得超滑表面,并对其润湿特性和微观形貌进行表征,最后对其防冰与疏冰特性进行实验研究。实验结果表明:与超疏水表面相比,超滑表面冷凝液滴孤立冻结,无“冰桥”扩展,结冰扩散速度慢;超滑表面与冷凝冻结液滴接触属于固-油-固接触模型,油膜动态迁移分布影响成核结冰;对于疏冰特性,超滑表面冰黏附剪切强度比亲水表面低一个数量级。综合分析发现,与亲水表面、超疏水纳米草表面、超疏水微纳复合表面相比,超滑表面具有最优的防冰传播特性与疏冰性能,可以有效减少冰积累量。 展开更多
关键词 防冰 疏冰 超滑表面 超疏水表面 冰桥
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Investigation of Heterogeneous Ice Nucleation on the Micro-Cubic Structure Superhydrophobic Surface for Enhancing Icing-Delay Performance 被引量:1
15
作者 Senyun Liu Qinglin Liu +5 位作者 Xian Yi Yizhou Shen Long Guo Wenqing Hou Haifeng Chen Zhen Wang 《Journal of Renewable Materials》 SCIE EI 2020年第12期1617-1631,共15页
The aim of this study is to explore the heterogeneous ice nucleation behavior based on controllable micro-cubic array structure surfaces from the statistic perspective.To this end,we firstly constructed a group of mic... The aim of this study is to explore the heterogeneous ice nucleation behavior based on controllable micro-cubic array structure surfaces from the statistic perspective.To this end,we firstly constructed a group of micro-cubic array structures on silicon substrates by a selective plasma etching technique.After grafting low-free-energy substance,the as-constructed micro-cubic array structure surfaces exhibited higher non-wettability with the water contact angle being up to 150°.On this basis,500 cycles of freezing and melting processes were accurately recorded to analyze the instantaneous ice nucleation behavior according to the statistical results of freezing temperature.As a consequence,the statistical freezing temperature of the sample with micro-spacing distance of 40μm is as low as−17.13°C.This microstructure configuration(conforming to Cassie-Baxter wetting regime)not only could entrap more air pockets,but also achieved lower solid-liquid contact area,resulting in lower ice nucleation rate(~2–3 orders of magnitude less than that on the flat substrate).Furthermore,the gradually increasing micro-spacing distance to 60μm would induce the transition from CassieBaxter to Wenzel wetting state,leading to higher freezing probability and ice nucleation rate.The complete understanding on microstructure configuration improving the ice nucleation will lay the foundation stone for the microstructure design of ice-repellent materials. 展开更多
关键词 Microstructure configuration SUPERHYDROPHOBIC ice nucleation antiicing/icephobic material
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极端低温环境下防覆冰材料研究进展 被引量:9
16
作者 伍大恒 刘文静 +2 位作者 吴斌 梁伟 蓝席建 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1-13,共13页
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... 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。 展开更多
关键词 极端低温 防覆冰 固–液界面 液–液界面 复合涂层
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疏水疏冰涂层的研究进展
17
作者 陈名华 郭必新 +1 位作者 汪定江 葛文军 《电镀与涂饰》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期55-59,共5页
介绍了描述液滴润湿性的Young、Wenzel和Cassie模型,概述了静、动态疏水性与疏冰之间的关系,综述了疏水疏冰涂层的制备方法,以及冰粘接强度的主要影响因素和测量方法,指出了疏水疏冰涂层将来的研究方向。
关键词 涂层 疏水 疏冰 接触角 表面粗糙度 冰粘接强度
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超疏水涂层防覆冰机理及制备 被引量:11
18
作者 王军军 王贤明 +3 位作者 吴连锋 宁亮 王波 陈守刚 《化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期515-523,共9页
结构物表面严重覆冰有时会威胁人们的生命财产安全,影响经济社会的平稳运行。超疏水涂层具有超大接触角、低滚动角的特性,在防覆冰领域有很好的应用前景。本文重点总结了超疏水涂层防覆冰机理的相关研究结果,并简单综述了聚合物-微粒复... 结构物表面严重覆冰有时会威胁人们的生命财产安全,影响经济社会的平稳运行。超疏水涂层具有超大接触角、低滚动角的特性,在防覆冰领域有很好的应用前景。本文重点总结了超疏水涂层防覆冰机理的相关研究结果,并简单综述了聚合物-微粒复合材料类、特殊表面结构类两种典型超疏水型防覆冰涂层的研究进展,指出了目前在超疏水型防覆冰涂层研究中存在的不足,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 防覆冰 超疏水 涂层 微纳米粗糙结构 机理
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三级微纳超疏水表面的超快激光复合制备及防除冰性能研究 被引量:24
19
作者 潘瑞 张红军 钟敏霖 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期115-126,共12页
本文针对超疏水表面的防除冰性能,采用超快激光结合化学氧化的复合制备方法,开发了一类新的三级微纳超疏水表面结构,这类结构由微米锥阵列支撑结构以及在其上密集生长的金属氧化物纳米草结构和弥散分布的微米或亚微米花结构组合而成。... 本文针对超疏水表面的防除冰性能,采用超快激光结合化学氧化的复合制备方法,开发了一类新的三级微纳超疏水表面结构,这类结构由微米锥阵列支撑结构以及在其上密集生长的金属氧化物纳米草结构和弥散分布的微米或亚微米花结构组合而成。经过表面改性后,这类三级微纳结构具有优异的超疏水性,其接触角可超过160°,滚动角在1°以内。对这类三级微纳超疏水表面的防结冰性能进行研究后发现,在冷凝和低温环境下,该类超疏水表面存在合并诱导自跳跃以及分级冷凝的现象,分级冷凝不仅可使表面上的一级冷凝液滴在高湿度环境下依然保持Cassie状态,还能使液滴在结冰前脱离表面,因此具有较好的防结冰性能;此外,由于表面三级微纳粗糙结构中捕获的空气囊具有较好的隔热作用,因此该超疏水表面具有良好的延迟结冰性能,其延迟异质形核的时间达到了52 min 39 s。最后,本文对三级微纳超疏水表面的疏冰性能进行了研究,结果表明:三级微纳超疏水表面的冰粘附强度仅为6 kPa,约为未经处理的铝合金表面的1/40;经过10次推冰测试后,该超疏水表面的冰粘附强度依然不超过20 kPa,说明该表面具有良好的机械耐久性,应用潜力巨大。 展开更多
关键词 激光技术 超快激光 超疏水表面 多级微纳结构 防结冰 疏冰
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Ultralow-adhesion icephobic surfaces:Combining superhydrophobic and liquid-like properties in the same surface 被引量:4
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作者 Mengling Ouyang Ruisheng Guo +5 位作者 Yue Fan Yi Zhou Chengjiao Wu Liwei Chen Shilin Huang Xuelin Tian 《Nano Research》 SCIE EI CSCD 2023年第1期589-598,共10页
As a ubiquitous natural phenomenon,ice/frost formation on solid surfaces have adverse effects on many commercial and residential activities.Icephobic surfaces feature low ice adhesion strengths(<100 kPa)can passive... As a ubiquitous natural phenomenon,ice/frost formation on solid surfaces have adverse effects on many commercial and residential activities.Icephobic surfaces feature low ice adhesion strengths(<100 kPa)can passively retard ice formation and ease ice removal.Superhydrophobic surfaces and liquid-lubricating surfaces are two prevailing categories of icephobic surfaces.However,their long-term stability is relatively poor,and the ice adhesion strengths are not low enough for passive removal of small ice crystals(e.g.,frosts)from the surfaces.Herein,we combine the superhydrophobic and liquid-like properties in one surface to obtain durable icephobic surfaces with extremely low ice adhesion strengths(about 0.035 kPa).Ices and frosts can be removed from the surface under the action of gravity or gas purge.These surfaces are prepared based on surface nanoconical structure and covalently-grafted liquid-like perfluorinated polyether(PFPE)coating,which show synergy effects on suppressing icing and frosting by promoting expulsion of subcooled condensate droplets from the nanotexture and decreasing ice adhesion strengths.The icephobic surfaces show significantly better durability compared to lubricant-impregnated textured surfaces.Our results provide a new avenue to design passive anti-icing/anti-frosting surfaces for a wide range of applications where surfaces are exposed to humid and low-temperature environments. 展开更多
关键词 icephobic SUPERHYDROPHOBIC liquid-like anti-frosting ANTI-ICING
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