【摘 要】
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户外设备表面结冰给人类生活和生产带来了众多不便,研究具有防结冰性能和除冰性能的新一代防、除冰材料对于户外设备的持久稳定运行具有重要意义.本文利用模板法将三氧化二钛(Ti2O3)粉末和聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备具有规则阵列结构的光热超疏水材料,并研究其防结冰性能与光热除冰性能.得益于Ti2O3优异的光热性能,制备的材料在100 mW/cm2光照条件下的光热温升可达55℃,冻结在表面的液滴可在200 s内融化,具有优异的光热转换与光热除冰性能.而PDMS材料固化后本征疏水,加规则阵列微结构后赋予材料优
【机 构】
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重庆大学工程热物理研究所,重庆400044;重庆大学工程热物理研究所,重庆400044;重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400044
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户外设备表面结冰给人类生活和生产带来了众多不便,研究具有防结冰性能和除冰性能的新一代防、除冰材料对于户外设备的持久稳定运行具有重要意义.本文利用模板法将三氧化二钛(Ti2O3)粉末和聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备具有规则阵列结构的光热超疏水材料,并研究其防结冰性能与光热除冰性能.得益于Ti2O3优异的光热性能,制备的材料在100 mW/cm2光照条件下的光热温升可达55℃,冻结在表面的液滴可在200 s内融化,具有优异的光热转换与光热除冰性能.而PDMS材料固化后本征疏水,加规则阵列微结构后赋予材料优异的超疏水性能,其接触角高达153°,滚动角小于5°.无光照时的结冰延迟时间长达1300 s,是无光热材料表面结冰延迟时间的3倍.而在光照时由于其优异的光热性能,液滴在长达6 h的结冰测试中尚未结冰,表明材料具有优异的光热防结冰性能.研究结果论证了利用自然界丰富太阳能进行除冰的可能性,为户外设备表面除冰技术提供新的方式.
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