·868. 工程科学学报，第40卷，第7期 至130°，疏水效果进一步提升，接触角滞后减小明 覆冰效果图，可看出1"试验件表面覆冰范围和覆冰 显，当树脂基体中存在粒径量级不同的二氧化硅颗 密度都较大.随着水滴在不同涂层表面接触角的 粒时，接触角提升至152°，接触角滞后小于10°，复 增大，2"~4试验件覆冰区域与未覆冰区域分界线 合粒径摻混涂层达到超疏水表面效果 逐步前移，表面覆冰范围逐渐减小，且覆冰区域内 表2各表面涂层测量参数 结冰密度也逐步减小，对于超疏水涂层涂覆的4" Table 2 Measurement parameters of surface coatings 试验件，上表面几乎无覆冰现象，有较好的防覆冰 涂层编号 接触角，/（°） 接触角滞后，△/(o) 效果. Ao 105±1.2 34±2.4 对不同时刻1"~4"试验件覆冰质量的测试如图 115±1.5 29±1.9 4所示，1"~4"试验件表面覆冰质量随着风洞中结冰 B 131±1.3 15±2.3 时间延长逐渐增加，1和2"试验件在试验过程中覆 152±0.9 8±2.5 冰质量差距不明显，这是由于2"试验件自身接触角 滞后仍较大，水滴尽管在其表面有较大接触角，但是 3.3防覆冰效果测试 却不易滚落：3"和4"试验件覆冰质量较1"差距明 图3为空气流速V=5m·s时不同涂层试验件 显，超疏水涂层的4"试验件覆冰质量最小. (b) d 图3V=5ms1时不同编号试验件覆冰形态.(a)1试验件：(b)2*试验件：(c)3试验件：(d)4*试验件 Fig.3 Icing morphology of different numbered test pieces at V=5ms-:(a)Specimen 1;(b)Specimen 2;(c)Specimen 3;(d)Specimen 覆冰质量减少率反映了试验件相对防覆冰能 表3V=5ms1时不同时刻2#~4试验件覆冰质量减少率 力.对比不同时刻2”~4试验件的防覆冰效果，数 Table 3 Quality reduction rate of ice coating at different time from 2*to 据如表3所示，可见超疏水涂层的4"试验件覆冰减 4 at V=5m.s-1 少量近36%，3和4"试验件相对于1·件的覆冰减少 相对无涂层1*覆冰质量减少率/% 时间/min 2# 3# 4* 率逐渐降低，即防覆冰效果随着覆冰时间延长逐步 10 3.9 16.7 54.9 变差，这是由于前期覆冰改变了试验件表面粗糙结 20 6.6 24.9 49.5 构，表面疏水效果变差，但总体4试验件的防覆冰 30 7.3 24.2 51.1 效果较稳定，作用时间较长，2件覆冰质量减少率变 40 7.7 12.6 31.2 化呈先小后大趋势，这是由于试验件自身光滑表面， 50 0.8 10.6 35.6 一定时间内的初始覆冰使表面具备了一定粗糙结 构，具备了一定疏水效果 冰效果如图5所示，图中各试验件相比于5ms1 空气流速V=15m·s-1时1"~4"试验件表面覆 时，覆冰范围均扩大，分界线后移，试验件表面的覆工程科学学报,第 40 卷,第 7 期 至 130毅,疏水效果进一步提升,接触角滞后减小明 显,当树脂基体中存在粒径量级不同的二氧化硅颗 粒时,接触角提升至 152毅,接触角滞后小于 10毅,复 合粒径掺混涂层达到超疏水表面效果. 表 2 各表面涂层测量参数 Table 2 Measurement parameters of surface coatings 涂层编号 接触角,兹 / (毅) 接触角滞后,驻兹 / (毅) A0 105 依 1郾 2 34 依 2郾 4 A 115 依 1郾 5 29 依 1郾 9 B 131 依 1郾 3 15 依 2郾 3 C 152 依 0郾 9 8 依 2郾 5 3郾 3 防覆冰效果测试 图 3 为空气流速 V = 5 m·s - 1时不同涂层试验件 覆冰效果图,可看出 1 #试验件表面覆冰范围和覆冰 密度都较大. 随着水滴在不同涂层表面接触角的 增大,2 # ~ 4 #试验件覆冰区域与未覆冰区域分界线 逐步前移,表面覆冰范围逐渐减小,且覆冰区域内 结冰密度也逐步减小,对于超疏水涂层涂覆的 4 # 试验件,上表面几乎无覆冰现象,有较好的防覆冰 效果. 对不同时刻 1 # ~ 4 #试验件覆冰质量的测试如图 4 所示,1 # ~ 4 #试验件表面覆冰质量随着风洞中结冰 时间延长逐渐增加,1 #和 2 #试验件在试验过程中覆 冰质量差距不明显,这是由于 2 #试验件自身接触角 滞后仍较大,水滴尽管在其表面有较大接触角,但是 却不易滚落;3 # 和 4 # 试验件覆冰质量较 1 # 差距明 显,超疏水涂层的 4 #试验件覆冰质量最小. 图 3 V = 5 m·s - 1时不同编号试验件覆冰形态. (a)1 #试验件;(b)2 #试验件;(c)3 #试验件;(d)4 #试验件 Fig. 3 Icing morphology of different numbered test pieces at V = 5 m·s - 1 : (a) Specimen 1 # ; (b) Specimen 2 # ; (c) Specimen 3 # ; (d) Specimen 4 # 覆冰质量减少率反映了试验件相对防覆冰能 力. 对比不同时刻 2 # ~ 4 #试验件的防覆冰效果,数 据如表 3 所示,可见超疏水涂层的 4 #试验件覆冰减 少量近 36% ,3 #和 4 #试验件相对于 1 #件的覆冰减少 率逐渐降低,即防覆冰效果随着覆冰时间延长逐步 变差,这是由于前期覆冰改变了试验件表面粗糙结 构,表面疏水效果变差,但总体 4 #试验件的防覆冰 效果较稳定,作用时间较长,2 #件覆冰质量减少率变 化呈先小后大趋势,这是由于试验件自身光滑表面, 一定时间内的初始覆冰使表面具备了一定粗糙结 构,具备了一定疏水效果. 空气流速 V = 15 m·s - 1时 1 # ~ 4 #试验件表面覆 表 3 V = 5 m·s - 1时不同时刻 2 # ~ 4 #试验件覆冰质量减少率 Table 3 Quality reduction rate of ice coating at different time from 2 # to 4 # at V = 5 m·s - 1 时间/ min 相对无涂层 1 #覆冰质量减少率/ % 2 # 3 # 4 # 10 3郾 9 16郾 7 54郾 9 20 6郾 6 24郾 9 49郾 5 30 7郾 3 24郾 2 51郾 1 40 7郾 7 12郾 6 31郾 2 50 0郾 8 10郾 6 35郾 6 冰效果如图 5 所示,图中各试验件相比于 5 m·s - 1 时,覆冰范围均扩大,分界线后移,试验件表面的覆 ·868·