鋁基超疏水表面疏水性分析及抗冰霜特性研究.pdf

1、在金屬表面上制備超疏水表面需同時(shí)具備粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)兩個(gè)要素。本文選用生產(chǎn)生活中應(yīng)用最為廣泛的鋁片作為基底，利用鹽酸刻蝕在鋁表面上得到微納米混合粗糙結(jié)構(gòu)，輔以不同低表面能物質(zhì)修飾制得了鋁基超疏水表面。制得的表面最高接觸角達(dá)到159°，滾動(dòng)角低至3.5°。
　　對(duì)固體表面的疏水性分析，往往也從粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)兩個(gè)方面入手。在已有的研究基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)關(guān)注了低表面能物質(zhì)對(duì)疏水性的影響。通過(guò)對(duì)比分析用來(lái)修飾表面的低表面能物質(zhì)

2、，如本文所用的氟硅烷、月桂酸、聚四氟乙烯，發(fā)現(xiàn)材料表面的疏水性不僅與低表面能物質(zhì)上的疏水基的本性有關(guān)，還與低表面能物質(zhì)在固體表面的排列狀態(tài)和緊密程度相關(guān)。
　　低溫環(huán)境下，利用加濕器產(chǎn)生微米級(jí)“水霧”來(lái)模擬結(jié)霜條件，觀測(cè)超疏水鋁表面與普通鋁表面上的結(jié)霜情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在溫度高于-15℃時(shí)，超疏水鋁表面能夠推遲結(jié)霜30-60min，但其表面上的結(jié)霜量多于普通鋁表面;溫度低于-15℃后，兩種表面同時(shí)出現(xiàn)霜晶，但超疏水表面上的結(jié)霜量顯著

3、低于普通表面上的結(jié)霜量。
　　本文還在-5℃和-10℃下進(jìn)行了超疏水鋁表面和普通鋁表面上的結(jié)冰實(shí)驗(yàn)。利用噴霧瓶向兩種表面間隔性地噴灑毫米級(jí)液滴，實(shí)驗(yàn)表明，超疏水鋁表面上的結(jié)冰量一直低于普通鋁表面。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，噴灑到超疏水鋁表面上的水呈液滴狀，難以凍結(jié);而噴灑到普通鋁表面上的水迅速鋪展成一層水膜，低溫下快速凍結(jié)。
　　為比較兩種不同表面除冰的難易程度，本文還進(jìn)行了冰塊附著力測(cè)試實(shí)驗(yàn)。-20℃下，將超疏水鋁片和普通鋁片都放入圓柱