结霜初期超疏水表面凝结液滴的自跳跃脱落及其对结霜过程的影响

制备了具有微纳复合结构的超疏水表面,对其结霜过程进行了可视化观测,揭示了结霜初期表面凝结液滴的自跳跃行为及其对结霜过程的影响,并与普通表面的结霜过程进行了对比研究.实验结果表明,结霜初期,超疏水表面的凝结液滴频繁出现合并后自跳跃现象,根据液滴合并前的尺寸大小,可将自跳跃行为分为3类,而普通表面未观察到类似现象;液滴自跳跃临界半径随着液固接触面积分数的降低和表面接触角的增大而减小.初始凝结液滴的自跳跃降低了超疏水表面液滴覆盖率和分布密度,同时引起表面霜层生长的不均匀性和霜晶结构的差异.与普通表面相比,超疏水表面可有效抑制结霜,延缓霜层生长速率.

超疏水铝导线防覆冰机理研究

近年来,超疏水表面在电力系统防覆冰方面的应用受到了广泛关注,为了对超疏水铝导线的防覆冰机理和防覆冰效果进行研究,制备了超疏水铝导线和普通铝导线,利用实验室搭建的覆冰实验平台对其覆冰过程进行了记录和分析。研究结果表明液滴在超疏水铝导线表面汇聚后可能发生自跳跃现象,使用界面自由能理论并结合能量守恒的观点对此进行了分析,认为液滴自跳跃过程有利于液滴滚落,延缓覆冰。此外,还对单个液滴在两种铝导线表面的结冰过程进行了研究,发现液滴在超疏水铝导线表面特殊的接触状态延缓了液滴在其表面的结冰时间,并且这种延缓效果主要体现在液滴发生相变之前。液滴在超疏水铝导线表面直接滚落,自跳跃滚落以及缓慢结冰使得超疏水铝导线在-5℃时拥有良好的防覆冰效果,实验结果对超疏水铝导线防覆冰理论的发展具有重要作用。

超疏水铝导线的制备及其防覆冰性能研究（英文）

本文利用晶体缺陷的优先刻蚀原理在铝导线上制备出具有微一纳复合结构的超疏水表面，并分别使用扫描电镜和接触角测量仪对超疏水铝导线的微观结构和浸润性进行了研究．随后利用自制的覆冰实验平台对不同环境温度下超疏水铝导线表面的结冰过程进行了研究，结果表明低温条件下台并水滴在超疏水铝导线表面的跳跃滚落能有效阻止覆冰的形成，动态覆冰实验结果表明超疏水铝导线只能抑制覆冰的形成但不能抑制覆冰的积累．对进一步研究超疏水铝导线的防覆冰性能提供了新思路．

超疏水表面制备及防冰抑霜性能研究

采用喷涂工艺,用改性处理的纳米二氧化钛和聚二甲基硅氧烷在紫铜板表面制备出一种涂料与基底牢固黏结的超疏水表面,在不同冷面温度和环境湿度条件下,对表面进行了防冰抑霜性能测试。结果表明,与紫铜板表面相比,制备出的超疏水表面接触角高达165°,可以有效抑制表面凝结液滴的冻结,并且凝结液滴在超疏水表面上会发生自跳跃现象,有效减少表面霜晶的覆盖率。在冷面温度-7℃和湿度50%的条件下,表面凝结液滴几乎不会发生冻结,随着冷面温度的降低和环境湿度的增大,当冷面温度-15℃和湿度70%时,与紫铜板表面相比,超疏水表面仍然可将凝结液滴冻结的时间延迟10倍。通过对表面的霜层高度进行测量,超疏水表面霜高仅为紫铜板表面霜高的0.7—0.8倍。