低冰粘附防/除冰涂层的技术现状及研究趋势

作     者：金浩正 矫维成 李君 孙浩淼 彭建 白杰 赫晓东 JIN Haozheng;JIAO Weicheng;LI Jun;SUN Haomiao;PENG Jian;BAI Jie;HE Xiaodong

作者机构：哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150001 成都泰格尔航天航空科技股份有限公司成都611100 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第5期

页      面：2181-2200页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51872065) 

主　　题：防/除冰 低冰粘附 理论模拟 力学机制 测试方法 

摘      要：结冰是一种常见的自然现象,冰的形成和堆积会给航空航天、舰船交通、电力系统、能源设施等带来许多安全问题。研究防/除冰材料及技术,提升防御结冰灾害的应对能力,对日常生活、工业生产、国防军工等具有重要意义。低冰粘附防/除冰涂层利用材料本身的性能显著降低冰与表面的粘附力,使冰在风力或自重作用下脱离,具有广阔的发展前景。本文首先介绍了冰的形成原理和结冰类型。随后,从纳米、微米等不同尺度总结分析了低冰粘附防/除冰涂层理论模拟方面的研究进展。根据降低冰粘附机制的不同,分别介绍了超疏水涂层、润滑表面涂层、低模量弹性体涂层、应力集中诱发裂纹涂层、低界面韧性涂层等不同类型涂层的除冰机制和制备方法。综述了冰粘附性的评价指标和实验方法,阐述了各种冰粘附强度测试方法的优缺点。最后,展望了低冰粘附防/除冰涂层未来的研究方向。