耐磨超疏水半導體硅橡膠復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生覆冰，覆冰產生的機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具有重要的學術意義和工程價值。本文研究了一種耐磨超疏水半導體硅橡膠復合涂層的制備方法，測試并分析了涂層的耐磨、疏水和介電等特性，在人工氣候室觀測了超疏水半導體復合涂層表面自彈跳液滴帶電現(xiàn)象及防冰性能。論文的主要內容有：
　　①研究了處理廢舊硅橡膠的大氣電弧法，制備出具有超疏水性的微/納米硅橡膠復合填料，對廢舊硅橡膠經

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構和化學成分進行了分析，測試了超疏水涂層的耐磨性能；進一步，通過分析耐磨性超疏水涂層在微觀結構與化學成分方面所需具備的條件，提出了一種在大面積、復雜結構表面制備耐磨超疏水涂層的移動噴涂法，采用該方法成功制備出具有微/納復合粗糙表面的耐磨超疏水涂層，測試了耐磨超疏水涂層的憎水性和附著力等級，分析了機械磨損對涂層憎水性、微觀結構和化學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涂層半導體雜化方法，利用電熱效應提高了超疏水涂層表面溫度。同時測試了半導體涂層的超疏水性能、耐磨性能和附著力，結果表明，半導體涂層仍保持超疏水性能、良好的耐磨性和高附著力。進一步試驗研究了超疏水半導體涂層的發(fā)熱性能，測試了涂層表面的溫度分布及半導體含量對涂層表面溫升的影響。
　?、垩芯苛颂汲杷雽w和聚苯胺超疏水半導體涂層的介電常數、介質損耗因數、

4、表面/體積電阻率、體積電阻率-溫度關系，同時測試了涂層的工頻閃絡電壓和工頻泄漏電流。分析了碳超疏水半導體涂層工頻介電常數出現(xiàn)負值的原因，并利用負介電常數解釋了碳超疏水半導體涂層閃絡電壓低的原因。結果表明，聚苯胺超疏水半導體涂層在高場強下能提高涂層電阻、抑制泄漏電流，減少半導體涂層熱逃逸。
　?、苎芯苛顺杷雽w復合涂層低溫環(huán)境下的結霜微觀過程。通過對超疏水半導體涂層在低溫環(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、動行為的實驗研究與分析，證明了超疏水半導體涂層具備延緩涂層結冰的能力；進一步研究了涂層表面的融霜微觀過程。結果表明，超疏水半導體涂層能借助液滴自彈跳和電動效應降低表面凝露量，延緩表面覆冰。同時，超疏水半導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氣候室里對超疏水半導體復合涂層的防冰性能進行實驗研究。分別測試了超疏水半導體復合涂層的覆冰形貌、覆冰重量、覆冰工頻閃絡電壓和工頻泄漏電流。結果表明：聚苯胺超疏水半