隨著我國(guó)海洋事業(yè)的蓬勃發(fā)展,對(duì)海上船舶和水下航行器的快速性和續(xù)航能力提出了越來(lái)越高的要求,由此帶來(lái)的能源消耗和碳排放問(wèn)題也引起了人們的廣泛關(guān)注。減小摩擦阻力、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排成為一項(xiàng)重要的研究課題。國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者在表面減阻方面做了大量的機(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)論證工作,但其中大多數(shù)方法由于設(shè)備要求高、工藝過(guò)程復(fù)雜等原因而限制了在工程實(shí)際中的推廣和應(yīng)用。 本文在參考目前減阻技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,提出了一種基于聚合物涂層自組裝技術(shù)制備低表面能仿生微納結(jié)構(gòu)表面的方法。利用涂層自組裝過(guò)程中溶劑揮發(fā)引起的毛細(xì)力、界面張力、溫度梯度等力學(xué)作用,使微納米顆粒在平衡狀態(tài)下自發(fā)的組裝、堆積成熱力學(xué)穩(wěn)定的三維有序微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。該方法通過(guò)模擬荷葉表面自清潔功能,實(shí)現(xiàn)涂層表面宏觀化學(xué)特性與微觀物理結(jié)構(gòu)的有機(jī)統(tǒng)一,為微納復(fù)合結(jié)構(gòu)超疏水表面的工程應(yīng)用提供一條可供借鑒的技術(shù)路線。 (1)結(jié)合材料的功能特性和性價(jià)比,確定了成膜物質(zhì)、顏料、助溶劑等原料的種類和用量,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得到了優(yōu)化的涂料組分配比。利用機(jī)械化學(xué)和超聲分散等方法對(duì)團(tuán)聚的納米粒子進(jìn)行改性分散并制備得到復(fù)合粒徑在5μ m～15μ m之間的微納復(fù)合粒子。 (2)利用自...

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外減阻技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔順壁面減阻技術(shù)
        1.2.2 表面溝槽減阻技術(shù)
        1.2.3 微氣泡減阻技術(shù)
        1.2.4 仿生疏水/超疏水表面減阻技術(shù)
        1.2.5 低表面能涂層減阻技術(shù)
    1.3 仿生微納疏水/超疏水表面的制備方法
        1.3.1 模板法
        1.3.2 相分離法
        1.3.3 電化學(xué)法
        1.3.4 自組裝法
    1.4 本文工作內(nèi)容
2 低表面能微納復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層的制備
    2.1 原材料的選取
        2.1.1 成膜物質(zhì)的選擇
        2.1.2 顏料的選擇
        2.1.3 陶瓷粉體的選擇及微納復(fù)合粒子制備
        2.1.4 溶劑和表面助劑的選擇
    2.2 涂裝實(shí)驗(yàn)裝置的選型與研制
        2.2.1 噴槍的選型
        2.2.2 空氣壓縮機(jī)的確定
        2.2.3 涂裝平臺(tái)的研制
    2.3 涂料的制備工藝
        2.3.1 涂料組分配比
        2.3.2 原料組成物的分散
        2.3.3 原料混合物的研磨
    2.4 微納復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層的成型加工
        2.4.1 噴涂前表而處理
        2.4.2 涂料的混合復(fù)配
        2.4.3 空氣噴涂成膜
        2.4.4 干燥固化成型
    2.5 本章小結(jié)
3 涂層性能表征及相關(guān)工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)分析
    3.1 涂層機(jī)械力學(xué)性能測(cè)試
    3.2 涂層表面形貌特征測(cè)試與分析
    3.3 涂層接觸角及表面能測(cè)試與分析
    3.4 微納粒徑比對(duì)涂層表面微觀結(jié)構(gòu)和接觸角的影響
    3.5 溫度變化與界面自由能的關(guān)聯(lián)分析
    3.6 自組裝法構(gòu)建低表面能微納結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理分析
    3.7 本章小結(jié)
4 仿生微納結(jié)構(gòu)涂層表面的減阻性能研究
    4.1 涂層表面減阻實(shí)驗(yàn)研究
        4.1.1 流阻測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法
        4.1.2 流阻實(shí)驗(yàn)裝置的研制
        4.1.3 涂層減阻實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.2 涂層減阻機(jī)理的數(shù)值分析
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 計(jì)算結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3980829