表面減阻涂層的制備及減阻因素分析.pdf

1、海上行駛的船舶及水下運(yùn)動(dòng)設(shè)備等正常工作時(shí)容易受到來(lái)自流體的摩擦阻力。它不僅影響船舶運(yùn)動(dòng)速率，而且航行過(guò)程中航海設(shè)備需要耗費(fèi)大量的燃油來(lái)克服外加粘性阻力。有效降低船體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的阻力不僅有利于船舶的速度提高，而且能夠加強(qiáng)能源利用率，促進(jìn)科技進(jìn)步，增強(qiáng)國(guó)防建設(shè)。因此，發(fā)展減阻技術(shù)勢(shì)在必行。近年來(lái)，超疏水減阻技術(shù)作為新興的減阻方案，受到了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。超疏水減阻材料制備方法簡(jiǎn)便，操作環(huán)境溫和，并且得益于自身材料的優(yōu)良特性，能夠捕獲空氣，使

2、得運(yùn)動(dòng)過(guò)程粘滯阻力減小，從而實(shí)現(xiàn)減阻。但是，超疏水減阻技術(shù)目前存在一些爭(zhēng)議，爭(zhēng)議主要圍繞兩點(diǎn)展開:其一，是否所有的超疏水涂層均具有減阻性;其二，超疏水能夠減阻的技術(shù)條件和參數(shù)。
　　 基于目前存在的爭(zhēng)議，本論文圍繞超疏水涂層能否減小流體阻力這一關(guān)鍵性問(wèn)題展開，利用無(wú)電金屬沉積方法、聚合物自交聯(lián)等操作手段，我們制備了四種典型的超疏水表面，并分別對(duì)其表面形貌、疏水性能、減阻特性做出表征測(cè)試。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不是所有的超疏水涂層都具有減阻特

3、性;只有粗糙結(jié)構(gòu)構(gòu)筑在平面基底以上的超疏水結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)減阻功效。另外，超疏水表面的粘附力值是影響減阻的重要因素:隨著粘附力值的增大，超疏水涂層減阻性能逐漸下降;當(dāng)涂層對(duì)靜態(tài)水滴的最大粘附力值達(dá)到137.2μN(yùn)時(shí)，疏水涂層表現(xiàn)出增阻性，此時(shí)水滴可以倒掛在涂層表面而不掉落。同時(shí)，本文總結(jié)了超疏水涂層減阻的技術(shù)條件和參數(shù)，以及減阻機(jī)理和實(shí)際應(yīng)用的可行性。最后，論文探討了該技術(shù)當(dāng)下存在的缺點(diǎn)。希望本文的工作能夠?qū)ξ磥?lái)海洋船艦減阻技術(shù)的發(fā)展做出一定的