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《激光技術(shù)制備超疏水表面及其防覆冰性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號O647.5學號2015X08030005學校代碼10513密級碩士學位論文(學術(shù)學位)激光技術(shù)制備超疏水表面及其防覆冰性能的研究作者姓名：占彥龍一級學科：光學工程二級學科：光電子材料指導教師：李宏教授李文教授答辯日期：2018年5月19日AThesisSubmittedinFulfillmentofRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceinOpticalEngineeringPreparationofSuperhydrophobicSurfaceByLaserTechnologyandResearchonItsAnti-ici
2、ngPerformanceCandidate:YanlongZhanMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.HongLiProf.WenLiHubeiNormalUniversityHuangshi435002,P.R.ChinaMay,2018摘要仿生超疏水材料有著廣泛的應(yīng)用前景和巨大的實用價值，具有自清潔、油水分離、防腐蝕、減阻與集水、防覆冰、防霧、提升輪船浮力、電氣絕緣防閃絡(luò)、制做微流體器件等作用，可用于房屋建筑、水處理、金屬防護、流體減阻、航空航海、電力電子系統(tǒng)、實驗室芯片系統(tǒng)、生物醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域，一直是人們研究的熱點。防覆冰是超
3、疏水材料主要應(yīng)用之一，表面積雪、覆冰是常見的自然現(xiàn)象，但是其有時給人們的日常生產(chǎn)生活造成嚴重不便，甚至威脅著人們的生命財產(chǎn)安全，帶來災(zāi)難?，F(xiàn)行的除冰方式有很多種，如機械除冰、熱力除冰、化學噴灑除冰、超聲振動除冰、電磁脈沖除冰等，這些基于熱力、電力、人力等被動除冰方式不僅耗時耗力、耗能、效率低且成本昂貴，并不能從根本上解決這一問題。超疏水表面可有效主動地防止表面覆冰的發(fā)生，有望解決這一難題。本課題致力于超疏水表面的制備及其防覆冰性能的基礎(chǔ)研究，使用兩種激光技術(shù)對聚四氟乙烯表面進行微加工制備超疏水表面，主要做了以下工作：(1)介紹了超疏水相關(guān)基礎(chǔ)理論、制備方法及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，
4、總結(jié)了超疏水材料表面粗糙結(jié)構(gòu)、粗糙顆粒尺度、機械強度及低溫高濕環(huán)境等幾個主要影響超疏水材料防覆冰性能的因素，針對目前難以消除的影響因素，引出并介紹了具有自遷移、易修復及自治愈性能的功能型超疏水材料，綜述了功能型超疏水材料的研究狀況。(2)飛秒激光技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學及各種材料的微納加工，使用鈦寶石飛秒激光對聚四氟乙烯表面進行微加工，得到微溝槽結(jié)構(gòu)，制備超疏水表面，研究了不同的溝槽間距對表面疏水性能及各向異性的影響。(3)使用二氧化碳氣體激光器對聚四氟乙烯表面進行微加工制備超疏水表面，研究了激光加工不同條紋間距、不同加工次數(shù)及不同加工功率對表面形貌及浸潤性的影響，接觸角最高達
5、168.36°，還探究了其各向異性和自清潔性能。(4)使用自制的結(jié)冰監(jiān)測系統(tǒng)對制備出的聚四氟乙烯超疏水表面的靜態(tài)和動態(tài)水滴防覆冰性能進行了探究，并結(jié)合一維傳熱理論和經(jīng)典成核理論對實驗結(jié)果進行了分析。關(guān)鍵詞：超疏水；飛秒激光；二氧化碳激光；微加工；防覆冰IAbstractBiomimeticsuperhydrophobicmaterialshaveawiderangeofapplicationsandgreatpracticalvalue,ithasthefunctionsofself-cleaning,oilandwaterseparation,anti-corrosion,d
6、ragreductionandwatercollection,anti-icing,anti-fog,liftingshipbuoyancy,electricalinsulationflashoverprevention,makingmicrofluidicdevicesandsoon.Itcanbeusedinmanyfields,suchashousebuilding,watertreatment,metalprotection,fluiddragreduction,aviationnavigation,powerelectronicsystem,laboratorychi
7、psystem,biologicalmedicineandsoon,Ithasalwaysbeenthefocusofpeople'sresearch.Anti-icingisoneofthemainapplicationsofsuperhydrophobicmaterials.Snowandiceaccumulatedonthesurfacearecommonnaturalphenomena,however,theysometimescauseseriousinconveniencetop
