光热超水抗腐蚀涂层具有被动抗结冰和主动脱冰性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 腐蚀工程 腐蚀工程

背景情况:

• Q235碳钢由于腐蚀和低温结冰而面临显著的退化.
• 这些环境因素损害了结构完整性,并减少了钢构件的使用寿命.

研究的目的:

• 为Q235碳钢开发一种多功能涂层.
• 将防腐,被动防冰和活性光热除冰性能整合到一个单一的涂层中.
• 在模拟的服务环境中评估涂层的性能.

主要方法:

• 使用喷涂技术制造光热超性涂层.
• 表面性质的表征,包括水接触角度和滑动角度.
• 在太阳辐射下对光热转换效率的评估.
• 通过在零度以下温度下测量水滴结时间来评估被动抗结冰性能.
• 通过融化结的冰滴来测试活性光热除冰能力.
• 使用电化学方法测量耐腐蚀性,特别是低频阻抗和电荷转移电阻.

主要成果:

• 该涂层实现了超性,其水接触角度为153.7°,滑动角度为2.5°.
• 表面温度在1次阳光照射下升至66.1°C,在300秒内在-5°C至-20°C时升至1.2-9.2°C.
• 证明了被动的抗结冰作用,冷时间在-10至-20°C显著延长 (1668秒,597秒,131秒).
• 活性光热除冰是有效的,在太阳辐射下在各种低温下迅速融化冰.
• 与裸体基板相比,耐腐蚀性显著提高,低频阻抗模和电荷转移阻力增加了6个数量级.

结论:

• 开发的光热超性涂层有效地为Q235碳钢提供抗腐蚀和抗结冰功能.
• 该涂层具有出色的自我清洁,防和光热转换性能.
• 这项技术为提高金属和合金在具有挑战性的环境条件下的耐用性和安全性提供了有前途的解决方案.