张维珏，熊党生

（南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210094）

二氧化硅疏水涂层的水下减阻性能研究*

张维珏，熊党生

（南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210094）

采用溶胶-凝胶法中的Werner Stöber方法制备二氧化硅颗粒，并添加于聚偏二氟乙烯中，喷涂在钢片表面，制得类似荷叶表面结构的疏水涂层。红外光谱测试结果显示，制备的二氧化硅颗粒纯度较高，副产物少。X射线衍射结果表明，二氧化硅颗粒为无定形结构。疏水涂层表面的扫描电镜照片表明，表面颗粒形貌均一，分散性好，具有仿生微粗糙结构。测得涂层水接触角为133°。减阻测试结果表明，低雷诺数下，减阻率大大高于普通聚偏二氟乙烯树脂，最高可达57.6%。减阻效果受二氧化硅颗粒用量的影响，2.5g聚偏二氟乙烯加入0.4g二氧化硅时减阻效果较好。

二氧化硅；疏水涂层；减阻

自然界中生物表面疏水的现象相当普遍，最典型的有以荷叶为代表的多种植物叶子的表面具有莲叶效应［1］。 江雷［2］研究发现，荷叶表面有序分布有平均直径为5～9 μm的乳突，而且每个乳突表面分布有直径约120 nm的绒毛。荷叶表面微米结构的乳突上还存在有纳米结构，这种微米结构与纳米结构相互结合的层次结构使得荷叶表面能较低，是引起荷叶表面疏水的根本原因［3］。

提高水下航行器航速的一个主要因素，就是使其在水下航行时的阻力减小。为了解决这个问题，研究人员采取各种措施，如不断优化水下航行器表面［4］。田军等［5］通过对低表面能减阻涂层的减阻进行一系列的研究，提出低表面能减阻涂层的减阻机理：低表面能材料的表面有疏水性质，使得物体的湍流边界层增厚，层流向湍流转捩点后移，从而降低了阻力。……