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具備粗糙結(jié)構和低表面能物質(zhì)兩個要素。本文選用生產(chǎn)生活中應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，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到159°，滾動角低至3.5°。
　　對固體表面的疏水性分析，往往也從粗糙結(jié)構和低表面能物質(zhì)兩個方面入手。在已有的研究基礎上，本文重點關注了低表面能物質(zhì)對疏水性的影響。通過對比分析用來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，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。
　　低溫環(huán)境下，利用加濕器產(chǎn)生微米級“水霧”來模擬結(jié)霜條件，觀測超疏水鋁表面與普通鋁表面上的結(jié)霜情況。實驗發(fā)現(xiàn)，在溫度高于-15℃時，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℃下進行了超疏水鋁表面和普通鋁表面上的結(jié)冰實驗。利用噴霧瓶向兩種表面間隔性地噴灑毫米級液滴，實驗表明，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，本文還進行了冰塊附著力測試實驗。-20℃下，將超疏水鋁片和普通鋁片都放入圓柱