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仿生铝/镍表面的精密制备及防冰性能探讨

日期:2021年10月20日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:640
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202110071512488206 论文字数:35585 所属栏目:工程硕士论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
相关标签:工程硕士论文
60μm 时可以获得最好的疏水性与光热性能。通过实验表征,不同间距表面的接触角均在 150°以上,60 μm 样品接触角最高为 161°,滚动角与滞后角均小于 2°,液滴在撞击表面后可以轻松弹离表面毫无残留。通过低表面能改性以后,仿生铝片依然具有优异的光吸附能力,可以吸收 90%以上的入射光,这是决定光热性能的关键因素。

在太阳光照射下(1 kW/m2),仿生铝片表面可以在 300 s 内升温 53 °C,升温速率(>0.17 ℃)在目前报道的光热材料里极具竞争力。在无光照时-15°C 环境下,仿生铝片比普通光滑铝延迟接近 4 倍时间结冰;在阳光下不结冰。通过对比,可以证实在太阳光照射下,冰块在仿生超疏水铝片上比在普通光滑铝片上融化更快,表面温度更高,且融化后表面没有残留的水,这保证了高效光热除冰的长效性。仿生铝片还具有自清洁能力,可以通过雨水或者冲洗轻松去除表面存在的灰尘与其他污染物,防止灰尘遮盖仿生铝片降低光热效率。此外,还对仿生铝片的耐久性进行了探究,在室外大气环境中暴露超过 40 天依然具有优异的疏水性与高效光热能力,在 20 次结冰/除冰循环、砂纸摩擦实验后表面温度在 300 s 内还可以上升超过 40 °C。这表示仿生铝片在具有优异超疏水性能与光热性能外,还具有优秀的耐用性和稳定性,在实际应用中具有广大的应用前景与潜力。

乙醇辅助飞秒激光自组装法在镍表面制备多孔锥形阵列,这种大范围制备的仿生镍表面可以达到 150 °以上的接触角,表面呈现黑色具有很高的光吸附能力。通过低表面改性,可以在高粘附与低粘附状态自如转换。仿生镍片自主切换表面粘附性的能力,使其在液滴运输、微流控平台领域有广阔应用前景,而改性后的超疏水低粘附和其优异的吸光性能使其在光热除冰材料领域具有远大的研究潜力。

参考文献(略)