输电线路超疏水防覆冰涂层研究进展

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全运行,各种防覆冰技术的研究开发是对输电线路正常运行的有力保障。防覆冰涂层能够主动抑制和缓解输电线路覆冰的形成和增长,尤其超疏水涂层可延迟水滴在涂层表面的冻结,从而实现防覆冰,具有广阔的应用前景。探讨了表面状态与覆冰现象以及覆冰粘结强度之间的关系,指出超疏水涂层的覆冰状态与普通表面具有较大差别,覆冰粘结强度明显低于普通表面。超疏水涂层实现防覆冰功能的影响因素包括表面化学成分、表面结构与环境因素,而通过简单工艺构建有效超疏水表面是超疏水涂层推广应用的关键。基于对超疏水表面防覆冰机理的分析,可知超疏水涂层具有巨大的防覆冰功能潜能,通过控制组织结构使其适应各种温度等环境因素是目前亟需解决的问题。     

仿生防冰表面研究进展

飞机、风电设备和输电线路等覆冰会降低工作效率,造成财产损失,严重时甚至威胁人民生命安全.仿生防冰表面具有低能耗、低污染等优点,成为国际研究热点.首先概述了仿生防冰表面的概念,根据作用机理将仿生防冰表面分为超疏水表面和超润滑表面.分别详细地介绍了两种防冰表面的防冰机理、仿生对象及制备技术.超疏水表面改变水的润湿状态,延迟水滴结冰,减小冰粘附强度,其仿生对象包括荷叶、水稻叶等,其制备技术包括光刻、等离子刻蚀等自上而下方法,及喷涂、化学气相沉积等自下而上方法.超润滑表面将固-气-液界面作用时的空气层替换为液体层,增强润滑,减小冰粘附,其仿生对象包括猪笼草、箭蛙皮肤等,其制备技术主要为多孔制备方法.随后介绍了仿生防冰表面技术的发展趋势.在保证表面疏水/冰性能的同时,直接或间接增强表面的稳定性和耐久性,构建具有良好环境适应性(如超双疏、柔性、透明、自清洁等)与防冰结合的多功能融合表面,是未来仿生防冰表面的重要发展趋势.最后,对当前仿生防冰表面的发展和挑战进行了展望.     

微纳结构表面防冰研究进展

首先从冰的2种形成机理—均相成核和非均相成核进行了阐述,并介绍了液体在固体表面上的润湿现象。在此基础上,根据微纳结构防冰机理,分别综述了在固体表面结冰的前、中、后不同时期的最新防冰除冰策略。结冰前,借助液滴的脱落和自除预防固体表面结冰;结冰时,可通过延长冰的冻结时间,延缓冰在固体表面上的覆盖;结冰后,降低冰在固体表面的附着力,使之更易脱离固体表面,达到防冰除冰的需求。最后,对于如何提高微纳结构表面的耐久性进行了总结,对有关这些问题的最新研究成果进行了归纳和讨论,并对今后微纳结构表面防冰除冰的研究进行了展望。     

TC4钛合金超疏水表面/超润滑表面的制备及防冷凝性防冰性能研究

目的 为研究疏水表面与润滑表面的防冷凝及防冰机理,拓宽TC4钛合金在航空航天、医疗、化工石油、船舶制造等多个领域的应用。方法 采用阳极氧化法,在TC4表面构建了不同粗糙微结构,利用扫描电镜和原子力显微镜分别对表面形貌和粗糙度进行表征,对表面进行氟化和注油后,应用接触角测量仪测试表面的接触角、滚动角和滑动角,并在恒温恒湿箱内对氟化超疏水TC4表面和注油超润滑TC4表面的冷凝行为和结冰行为进行观测。结果 以HF溶液为电解液,10 V恒定电压下,在TC4表面制备得到了突触状微结构,20 V恒定电压下制备得到了排列有序的纳米管状结构。氟化改性后,纳米管状结构TC4表面接触角可达156.1°,滚动角为8°,表现为超疏水性。注油后的纳米管状超润滑TC4表面接触角为109.1°,滑动角为2°,表现为超润滑性。在冷凝测试中,超疏水表面出现了液滴自发滑移和自发跳跃行为。在结冰测试中,注油后的纳米管状超润滑TC4表面比其他测试样品表面具有最长的结冰延迟时间45s和最低冰黏附强度8.8 kPa。结论 超疏水TC4表面比其他测试样品表面具有更加优异的防冷凝性,进行注油润滑后,超润滑表面的防结冰性优于超疏水表面...     

机械高稳态超疏水表面的研究进展

超疏水表面因其具有低粘附和排斥水的特性,广泛应用于冷凝传热、抗结冰、减阻、防腐蚀、油水分离及自清洁等众多领域,具有极其重要的应用前景.然而,超疏水表面在机械作用下容易造成超疏水性部分或全部丧失,限制其实际应用,故关于该表面机械稳态性问题研究的重要性凸显.综述了超疏水表面在机械作用下的失稳机制和稳态性评价方式,根据超疏水...     

超疏水表面激光加工技术研究进展EI北大核心CSCD

超疏水表面作为最具代表性的功能性表面得到广泛的应用,激光加工技术凭借超高加工精度和高度可控等特性,成为制备超疏水表面微纳尺度结构的有利工具。已有大量相关试验研究,但鲜有对加工机理和方法等进行归纳总结。从润湿理论出发,分析超疏水表面激光加工技术研究现状。按照微纳结构成型方式,归纳总结增材和减材激光加工制备超疏水表面的成型机理。基于成型机理系统梳理超疏水表面制备的研究进展。分析制备过程中影响材料表面超疏水性的因素。针对超疏水表面机械稳定性问题,梳理改善和提高表面机械稳定性的方法。简述超疏水表面研究中存在的问题及其发展趋势,指出试验研究结果的规律性总结的局限。与仅论述激光减材制备超疏水表面的综述类文章不同,从增材和减材两个方面论述激光加工制备超疏水表面的机理,详细分析激光减材制备超疏水表面的制备方法和表面疏水性影响因素,对未来激光加工制备超疏水表面更深层次的研究具有指导意义。     

镁合金超疏水表面制备技术的研究进展

超疏水表面因其在日常生活及工农业生产等领域有巨大的应用前景而受到科研人员的广泛关注。基于镁及其合金基底超疏水表面的制备研究可以加深对材料特性的认识、扩展材料应用范围和提高材料应用性能而具有重要的意义。介绍了超疏水表面的相关理论基础和超疏水状态下的两类模型及其相互关系,对两类模型下表面微细结构和固体表面化学成分对接触角的影响进行了讨论。从构建超疏水表面的两种途径出发,一是在低表面能物质上构建特殊微细结构,二是在微细结构表面利用低表面能物质进行修饰,着重总结归纳了镁合金基底超疏水表面制备技术的研究进展,并对镁合金超疏水表面的发展进行了展望。     

超疏水涂料的制备及其防覆冰性能

基于室温硫化硅橡胶(RTV)技术,以端羟基聚硅氧烷(107 硅橡胶)为成膜树脂,添加纳米二氧化硅粒子,在室温下制备出超疏水涂层,对其表面形貌和疏水性进行了表征和分析。结果表明,涂层表面具有类似荷叶的微米-纳米双重结构,其水滴静态接触角可达165°,滚动角仅为3. 8°。通过覆冰试验发现,超疏水涂层在初期阶段降低了覆冰的增长速率,具有明显的防覆冰效果。     

覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性恢复机理研究

目的 针对目前缺乏超疏水表面损伤后的湿润性恢复机理,揭示覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性的恢复机理,以期为制备自恢复超疏水表面提供理论依据。方法 将荷叶置于低温低压人工试验室中,在不同“覆冰–脱冰”循环损伤次数后,使用共聚焦显微镜分别测量样品的湿润性、粗糙度,分别评价荷叶植株在“覆冰–脱冰”损伤后的湿润性及表面粗糙度的恢复过程,根据恢复过程特征分析恢复机理。结果 经“覆冰–脱冰”循环处理后的样品,其静态接触角降至105.34°~123.07°,滚动角增至39.5°~70.2°,表面算术平均高度（Sa）降至3.123~2.624 μm,表面均方根高度（Sq）降至3.542~3.113 μm;对于“覆冰–脱冰”循环损伤1次的荷叶植株,在48 h后其静态接触角恢复到150°以上。滚动角在24 h后降至10°以下。经3次“覆冰–脱冰”循环（约72 h）后,静态接触角、滚动角恢复到初始值。经过5次“覆冰–脱冰”循环损伤后,荷叶无法完成恢复过程,部分恢复湿润性后逐渐枯萎。结论 荷叶表面的静态接触角和滚动角恢复过程由表皮细胞重新扩张、表皮蜡层恢复2个因素决定。植株存活且表面局部损伤后,其静态接触角和滚动角都完全恢复,静态接触角更依赖于植物细胞和表皮蜡层所形成的微观粗糙度,而滚动角更依赖于微观粗糙度之上的纳观粗糙度,即滚动角比静态接触角更依赖于纳观粗糙度的恢复。     

一步法制备超疏水表面及其防覆冰性能研究

目的 提高铜网表面的防除冰性能.方法 以铜网为基底材料,用纳米胶带将铜网和聚四氟乙烯(PTFE)固定在一起,采用飞秒激光直写技术将PTFE纳米颗粒部分嵌入铜网,采用一步法制备了PTFE附着铜网的超疏水表面,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对其微结构进行形貌分析.结果 在PTFE低表面能和粗糙度共同作用下,所制备的表面表现出优异的超疏水性能,水的接触角为152°,滚动角为4°.在此基础上探究了其微观结构对表面润湿性和防覆冰性能的影响.结果 表明,PTFE附着铜网的超疏水表面能有效延长冷凝液滴结冰时间,与未垫PTFE的铜网相比,结冰时间延长1.2倍.在冷却过程中,液滴从Cassie状态向Wenzel状态转变,PTFE附着铜网的超疏水表面能维持将长时间的Cassie状态.并且结冰后依然能保持较低的黏附力,最小冰黏附力为2.55 kPa,相比普通的超疏水表面缩小了近2.5%.同时能够实现冷凝液滴的高效快速自去除,还显示出优异的自清洁性能.结论 PTFE附着铜网的超疏水表面可有效延长结冰时间,降低冰黏附力,具有优异的冷凝自去除和自清洁性能,且在5.01 V的电压下,铜网表面能够有效防止冰的形成.     

高压线防冰除冰机器人的设计

为解决高压线覆冰现象的频繁发生,通过对当前各种除冰技术的分析和总结,提出了“防冰为先,防除兼备”的新型机器人除冰理念。在设计该机器人的整体结构的基础上,分别对机械、控制与传感三部分进行了规划与设计,确定了各部分的主要功能和实现方式。通过对制作样机的试验表明：该防冰除冰机器人结构与工艺设计合理,工作状况良好,适合于高压线除冰。     

网络机器人技术及其在机械制造业中的应用

目前，机器人技术的研究和应用已经在我国各行各业中逐渐展开，而结合了IT技术和机器人技术的网络机器人技术在我国机械制造业中的研究和应用尚处于萌芽状态。本文简单介绍了网络机器人的概念、特点及其将来可能的应用领域，并展望了网络机器人技术在我国机械制造业中的应用前景。     

船舶防腐蚀技术应用及研究进展

本文对船舶防腐技术的最新研究情况进行了总结,主要介绍了船舶腐蚀监测技术、电化学保护技术以及新型船舶涂料,探讨了船舶防腐技术今后的发展趋势。     

虚拟样机技术及其在陶瓷机械工业中的应用研究

论述了虚拟样机技术的内涵及特点，介绍了虚拟样机技术在国内外的应用现状及虚拟样机技术的常用软件。讨论了将虚拟样机技术应用于我国陶瓷机械工业之中的必要性和可能性，指出了应该遵从的原则，并对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

超疏水表面技术在腐蚀防护领域中的研究进展

提高材料表面疏水性有利于降低其与水分等腐蚀性介质的相互作用,从而增强材料的耐腐蚀性。近年来,超疏水表面由于其非润湿性、自清洁性等特殊表面性质而受到广泛的关注,并且越来越多的研究已经将超疏水表面应用于腐蚀防护领域。材料表面的浸润性主要取决于表面化学性质及表面微观结构,因此提高材料表面的疏水性也往往通过降低材料的表面能、改变表面微观结构这两个方面入手。阐述了超疏水表面的浸润性机理,介绍了不同建立表面微观粗糙结构,增强材料疏水/超疏水性的方法,总结了超疏水表面技术在腐蚀防护领域的最新进展和存在的一些问题,并展望了超疏水防腐表面技术的未来发展方向。     

超光滑表面加工技术的发展及应用

超光滑表面加工技术是超精密加工体系的一个重要组成部分,超光滑表面在国防和民用等领域都有着广泛的应用.本文针对超光滑表面的需求,介绍了超光滑表面制造技术的发展过程,对各种超光滑表面加工原理与方法进行了简单描述与评价,最后提出了一种基于流体二维振动的超光滑表面加工技术,为超光滑表面的加工提供了新的方法.     

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对超声疲劳试验技术的特点和应用以及与常规疲劳试验之间的差异进行了阐述,对超声疲劳试验中常见的若干问题,主要是由超声频率产生的热效应、频率效应进行了简单地阐述和探讨。     

机械工程材料和热处理技术发展动向

本文分析了机械工业用工程材料的现状以及工程材料和热处理技术的发展动向,并为机械产品质量的提高和迎接新技术发展的挑战提出了建议。     

未确知有理数在机械工程中的应用研究

介绍了未确知有理数的概念，分析了未确知有理数与随机数的关系，给出了未确知有理数的加减运算。以齿轮模数的测定研究了未确知有理数在机械工程中的应用。     

表面强化新技术在模具制造领域中的应用与进展

通过对模具制造领域中的表面强化技术进行综合介绍 ,同时对其性能指标和经济性作了详细的比较分析 ,指出正确运用表面强化技术是提高模具使用寿命的一个行之有效的途径 ,具有事半功倍的效果。