【摘 要】
：
冷湿环境下物体表面的积冰会给交通运输、电力以及航空等领域带来极大的不利影响,为了能够有效地削弱结冰带来的危害,防覆冰涂层的研究就显得尤为重要。本文以表面能低、模量小的聚硅氧烷为主要原料,分别制备了图案化的支化形聚二甲基硅氧烷（b PDMS）防覆冰涂层和自修复润滑性聚二甲基硅氧烷-聚脲（PDMS-PU）防覆冰涂层,研究了这两种有机硅涂层的防覆冰性能和疏冰机理。通过硅氢加成反应合成b PDMS和含有3
论文部分内容阅读
冷湿环境下物体表面的积冰会给交通运输、电力以及航空等领域带来极大的不利影响,为了能够有效地削弱结冰带来的危害,防覆冰涂层的研究就显得尤为重要。本文以表面能低、模量小的聚硅氧烷为主要原料,分别制备了图案化的支化形聚二甲基硅氧烷（b PDMS）防覆冰涂层和自修复润滑性聚二甲基硅氧烷-聚脲（PDMS-PU）防覆冰涂层,研究了这两种有机硅涂层的防覆冰性能和疏冰机理。通过硅氢加成反应合成b PDMS和含有3个Si-H键的氟化多面体低聚倍半硅氧烷（F5-POSS-H3）交联剂,在一定湿度和温度下,利用呼吸图案法制备具有图案化表面微结构的防覆冰涂层。由于软的涂层与冰之间模量不匹配,施加外力时,涂层产生局部形变,导致界面间空隙的形成,同时,图案化微结构促使界面间产生应力集中,减小冰剪切强度。涂层在经受30次结冰/除冰循环过程后,冰剪切强度略有增大,由19.7±2.5 k Pa增大到25.1±1.5 k Pa,涂层的润湿性在结冰/除冰循环测试后无明显变化。在整个磨损测试过程中涂层的最大冰剪切强度为60.7±3.3 k Pa,小于65 k Pa,表现出良好的力学稳定性。将PDMS-PU和低分子量惰性硅油溶于四氢呋喃中制备具有自修复功能的润滑性防覆冰涂层。涂层表面的润滑油阻碍冰与涂层的直接接触,能够降低涂层的冰剪切强度,测试润滑性防覆冰涂层的最小冰剪切强度为2.9±0.3 k Pa。30次结冰/除冰循环后,涂层最小冰剪切强度值为17.2±4.6 k Pa。PDMS-PU中氢键的可逆性使制备的防覆冰涂层具有良好的自修复性能,室温和60°C的自修复测试结果表明制备的涂层可修复一定程度的外部损伤。
其他文献
压力管道是工业生产中不可或缺的输送设备,如何确保管道的安全运行一直是工业领域和学术界研究的热点。尤其是在石油化工领域的输送管道使用中,输送的物品中含有较多杂质,颗粒的冲蚀磨损和介质的腐蚀作用以及机械损伤（如划擦、打磨、碰撞等）会使管壁产生破坏。在各种管道系统失效案例中,冲蚀疲劳失效是常见的失效形式之一。管道的冲蚀磨损减薄,导致局部应力集中,诱发微观裂纹萌生直至形成冲蚀缺陷,使其过早的疲劳失效,在管
近年来,脑卒中和交通事故造成上肢有损伤的人数逐年上升,对康复器械的需求越来越大,本项目立足于实际需求,在实验室现有单臂助力臂基础上,开发了三自由度（肩关节外收/内展（被动）、肘关节屈曲、腕关节屈曲）可穿戴上肢康复机械臂,并在此基础上,对康复运动控制及康复评价展开研究。本文完成了从康复机械臂的结构优化到康复运动控制和康复训练评价的设计,具备了一定的实际应用价值。本文主要工作如下:首先,探讨国内外康复
锌合金具有熔点低,加工性能优异,力学性能适宜,在大气中耐腐蚀,摩擦系数较低,生物相容性好,生产成本低且可重复利用等优点,在铜合金替代材料、超塑性材料、生物医学材料及耐蚀性材料等方面具有潜在的应用价值。但是,尽管锌基合金具有以上诸多优点,目前可应用于工业领域的合金系并不是很多,主要为Zn-Al-Cu-Mg和Zn-Cu-Ti两个体系。因此,开发更多新的锌基合金对于扩大其在工业领域的应用范围具有重要的意
应用在刚性隔热瓦表面的高发射率涂层是航天器热防护系统的重要组成部分。研究表明,与单层致密涂层相比,具有界面梯度结构的MoSi2-硼硅酸盐玻璃涂层具有更好的力学性能,具有更大的应用潜力。然而,现阶段对于通过原位反应法制备的具有优异耐温性能的高发射率涂层,梯度界面及其力学性能的研究较少。为此,本文致力于原位反应法MoSi2-硼硅玻璃梯度涂层的制备和力学性能研究,并采用快速烧结一步法与原位反应法相结合制
激光熔覆技术是金属零件增材制造领域的重要组成部分,近年来,我国在激光熔覆理论创新和学科发展方面取得了丰硕的科研成果,并在应用方面取得了进步。激光熔覆作为一种新兴的制造技术,其优点包括:无污染、绿色环保;节约材料,降低成本,减少生产周期;成形零件致密,有较好的物理、化学、力学性能,其组织细小、均匀。因此,该技术具有极大开发和研究意义,如今激光熔覆技术在航空航天、机械工业、汽车工业等领域得到广泛应用,
搅拌铸造法因其成本低、操作过程简单、产量大等优点,被认为是实现石墨烯增强铝基复合材料大批量生产的突破口。然而,由于石墨烯与铝液之间的浸润性差、密度失配,将其直接添加到铝液中时,石墨烯容易浮于铝液表面,难以分散到基体中。此外,石墨烯与铝的表面张力差异较大,两者之间难以形成良好的界面结合,以致复合材料的强化效率和延伸率较差。因此,探索新的石墨烯制备工艺以改善石墨烯与铝液之间的浸润性,实现搅拌铸造法制备
作为一种具有良好应用前景的自旋电子材料,具有室温隧道磁电阻效应的纳米颗粒复合薄膜受到了越来越广泛的关注。对于纳米颗粒复合薄膜而言,金属含量、尺寸分布、磁性金属价态等因素对材料中电子传输过程有着重要的影响。调整制备条件和后处理工艺,可以实现材料微观结构和相对含量的调控,这对于改善自旋电子材料的隧道磁电阻性能有着十分重要的意义。本文通过磁控共溅射的方法制备了Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜。通过溅射功率
雾气是生物医学应用中面临的一大难题,其会对医疗设备（如内窥镜等）光学镜头的功能造成干扰,而现有的防雾涂层制备通常较为繁琐且可能存在安全隐患。因此,设计开发使用简单且兼具良好生物相容性的防雾涂层尤为重要。细菌污染是生物医学应用面临的另一个难题,细菌在生物材料表面的粘附、生长及生物膜的形成可能造成一系列严重后果。当前的抗菌涂层通常存在效果不理想、功能单一等问题,因此开发杀菌-释菌双功能抗菌涂层具有重要
利用相变材料（PCMs）储能是实现可再生能源高效存储与应用的重要手段。环境温度的改变能够驱使相变材料发生相态的转变,进而实现能量的存储与释放。但是受自身结构的限制,有机相变材料存在能量密度低和相变温度难以控制的难点,使其在长效存储与可控热释放方面面临巨大的挑战,阻碍了在相变储能领域的应用。针对该问题,本文在分子设计的基础上,对具有光致异构化响应的偶氮苯分子进行了适当的官能团改性,并与低温有机相变材
新型二维碲化锗（GeTe）材料,具有类石墨烯褶皱结构,p型半导体,相关理论计算表明该材料具有优异的电子和光学性能,但受其自身结构限制,GeTe存在空气中稳定性差的问题,值得进一步的研究和探索。本论文首先通过Material Studio模拟计算了O与GeTe的结合过程,对GeTe的化学稳定性进行了分析。结果表明O原子偏向于与2个Ge原子形成更稳定的Ge-O-Ge的结构,对GeTe晶体结构产生破坏,