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纳秒激光诱导TC4 微结构表面抑冰特性实验研究

2021-12-09杨广峰刘玲夏海洋崔静

表面技术 2021年11期

杨广峰,刘玲,夏海洋,崔静

(中国民航大学 a.航空工程学院 b.交通与科学工程学院,天津 300300)

冰霜附着在部件表面,会影响部件的工作效率及使用寿命,如电力输送、海上石油开发及热泵供暖等领域[1-5],冰霜的附着严重制约了它们的发展。尤其是对环境要求严苛的飞机来说,空气中的水蒸气在飞机机翼沉积结霜、结冰,会增加起飞时的阻力,影响飞机的气动外形。发动机进气道结冰,会导致发动机进气量减小,若冰块破碎脱落进入发动机,会损伤压气机叶片,影响飞机的稳定性[6]。因此,研究飞机发动机进气道结冰、结霜问题及其机理具有一定的现实意义。

现有的飞机除冰方式有机械除冰[7-9]、液体除冰[10-11]及热力除冰[12-13]等方法。虽然这些方法有一定的效果,但是需要在飞机上添加防冰除冰装置,不仅会增加飞机质量,而且成本上升及设计复杂化,难以满足现代新型飞机轻量化的要求。因此,发展出绿色、新型的主动防冰技术具有重大的意义。

张友法等人[14]采用喷砂处理和表面氧化处理的方法在铜片表面形成微纳米复合结构,再采用氟硅烷进行表面化学处理后,与水滴的接触角为131°,滚动角为1°,从而减缓了水分子在低温下的凝结,使其防结霜性能更优。鲁祥友等人[15]运用化学刻蚀-氧化法制备了微纳复合结构超疏水铝表面,分别在不同温度下对比了普通铝片和超疏水铝片的霜晶参数,得出超疏水表面相对普通铝片具有一定的抑霜效果。武壮壮等人[16]基于控制材料表面能和表面形貌两个基本原则,通过超快激光加工,结合纳米SiO2/氟化聚氨酯涂料喷涂,获得了微纳结构涂层表面,分别研究分析了4 种不同形貌的Ti 合金表面。……

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