耐磨超疏水半導(dǎo)體硅橡膠復(fù)合涂層制備方法與防冰性能研究.pdf

1、架空輸電線路受冰雪氣候影響容易產(chǎn)生覆冰，覆冰產(chǎn)生的機(jī)械和電氣破壞是輸電線路的主要危害。因此，開發(fā)輸電線路新型防冰技術(shù)具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程價(jià)值。本文研究了一種耐磨超疏水半導(dǎo)體硅橡膠復(fù)合涂層的制備方法，測(cè)試并分析了涂層的耐磨、疏水和介電等特性，在人工氣候室觀測(cè)了超疏水半導(dǎo)體復(fù)合涂層表面自彈跳液滴帶電現(xiàn)象及防冰性能。論文的主要內(nèi)容有：
　?、傺芯苛颂幚韽U舊硅橡膠的大氣電弧法，制備出具有超疏水性的微/納米硅橡膠復(fù)合填料，對(duì)廢舊硅橡膠經(jīng)

2、過大氣電弧放電后在銅電極表面形成的超疏水涂層的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行了分析，測(cè)試了超疏水涂層的耐磨性能；進(jìn)一步，通過分析耐磨性超疏水涂層在微觀結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分方面所需具備的條件，提出了一種在大面積、復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面制備耐磨超疏水涂層的移動(dòng)噴涂法，采用該方法成功制備出具有微/納復(fù)合粗糙表面的耐磨超疏水涂層，測(cè)試了耐磨超疏水涂層的憎水性和附著力等級(jí)，分析了機(jī)械磨損對(duì)涂層憎水性、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等理化性能的影響；最后，分析了超疏水涂層在低溫、高濕

3、環(huán)境下表面微觀凝露、結(jié)霜是涂層防冰失效的原因。
　?、谔岢隽四湍コ杷柘鹉z涂層半導(dǎo)體雜化方法，利用電熱效應(yīng)提高了超疏水涂層表面溫度。同時(shí)測(cè)試了半導(dǎo)體涂層的超疏水性能、耐磨性能和附著力，結(jié)果表明，半導(dǎo)體涂層仍保持超疏水性能、良好的耐磨性和高附著力。進(jìn)一步試驗(yàn)研究了超疏水半導(dǎo)體涂層的發(fā)熱性能，測(cè)試了涂層表面的溫度分布及半導(dǎo)體含量對(duì)涂層表面溫升的影響。
　　③研究了碳超疏水半導(dǎo)體和聚苯胺超疏水半導(dǎo)體涂層的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)、

4、表面/體積電阻率、體積電阻率-溫度關(guān)系，同時(shí)測(cè)試了涂層的工頻閃絡(luò)電壓和工頻泄漏電流。分析了碳超疏水半導(dǎo)體涂層工頻介電常數(shù)出現(xiàn)負(fù)值的原因，并利用負(fù)介電常數(shù)解釋了碳超疏水半導(dǎo)體涂層閃絡(luò)電壓低的原因。結(jié)果表明，聚苯胺超疏水半導(dǎo)體涂層在高場(chǎng)強(qiáng)下能提高涂層電阻、抑制泄漏電流，減少半導(dǎo)體涂層熱逃逸。
　?、苎芯苛顺杷雽?dǎo)體復(fù)合涂層低溫環(huán)境下的結(jié)霜微觀過程。通過對(duì)超疏水半導(dǎo)體涂層在低溫環(huán)境下的表面微液滴自彈跳現(xiàn)象、液滴帶電量、帶電類型和液滴電

5、動(dòng)行為的實(shí)驗(yàn)研究與分析，證明了超疏水半導(dǎo)體涂層具備延緩?fù)繉咏Y(jié)冰的能力；進(jìn)一步研究了涂層表面的融霜微觀過程。結(jié)果表明，超疏水半導(dǎo)體涂層能借助液滴自彈跳和電動(dòng)效應(yīng)降低表面凝露量，延緩表面覆冰。同時(shí)，超疏水半導(dǎo)體涂層在電熱作用下具有自除冰能力，能提高除冰效率。
　?、菰谌斯つM氣候室里對(duì)超疏水半導(dǎo)體復(fù)合涂層的防冰性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。分別測(cè)試了超疏水半導(dǎo)體復(fù)合涂層的覆冰形貌、覆冰重量、覆冰工頻閃絡(luò)電壓和工頻泄漏電流。結(jié)果表明：聚苯胺超疏水半