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目前,人工超疏水表面在实验室制备和应用研究两方面都取得了较大的进展,但其表面防覆冰性能的研究还仅处于起步阶段,超疏水表面是否具有防覆冰效果尚存在争议。为此,本论文系统研究各类超疏水表面的防覆冰性能,用三种不同的方法制备出了三种不同类型的超疏水表面,并且对其表面润湿性、形貌、成分、自清洁性能和稳定性进行了详细的研究。主要研究内容和结果如下:1.自行搭建了一套简易的实验室覆冰行为测试装置,能够实现在温度范围0~-25°C,风速范围在0~5 m/s的调节,对超疏水表面的覆冰行为进行实时监控。2.以硝酸银和硬脂酸为原料制备了硬脂酸银超疏水表面,其接触角为164.5°,滚动角为3.1°。硬脂酸银超疏水表面具有涂膜方便,耐酸碱,易修复等特点。在实验室小型结冰装置下发现硬脂酸银超疏水表面在-5°C、-10°C和-15°C条件下有延缓结冰的作用。在-20°C下,超疏水表面和普通玻璃表面开始结冰的时间相差不大。在大型冰风洞实验室条件下,在-5°C、-10°C和-15°C下,超疏水表面能够显著减少覆冰量,覆冰形态为稀疏不连续冰粒。在-20°C下,超疏水表面与普通表面相比较,其覆冰情况无明显差别。3.将改性疏水二氧化硅与硅橡胶在溶液中混合,然后浸涂成膜,固化后得到SiO2/RTV复合超疏水涂层,其接触角为165°,滚动角为1.1°。研究发现SiO2/RTV复合超疏水涂层具有较高的稳定性,能够经受紫外线照射和腐蚀溶液的浸泡。覆冰行为研究发现,采用滴水结冰的方法,SiO2/RTV复合超疏水涂层在倾斜台角度为15°的条件下,在-4°C、-8°C和-12°C时,其表面不结冰或延缓结冰。在-16°C下,超疏水表面的覆冰情况和普通表面无明显差别。4.使用十八烷基三氯硅烷改性的纳米SiO2颗粒为原料,采用浸涂和喷涂的方法制备了透明超疏水涂层。纳米SiO2团聚成连续岛形成微纳米双重结构。透明超疏水表面的接触角为163°,滚动角小于2°。研究发现该超疏水表面的透光率大于81.5%,且具有良好的自清洁性和耐腐蚀性。系统研究了透明超疏水表面在风速分别为0 m/s和3 m/s下透明超疏水表面的覆冰情况。结果发现在-5°C时,超疏水表面在任何风速下都能够防止覆冰的发生;在风速为3 m/s,温度为-10°C的状态下,超疏水表面能够显著延缓表面覆冰;而在更低温度-15°C时,超疏水表面和普通表面相比,无明显防覆冰效果。