在我國冬季,道路容易受冰雪氣候的影響造成通行能力下降,尤其在低溫、潮濕的環(huán)境中路面表面水和水汽容易凝結(jié)成薄冰,即常見的自然災(zāi)害——凝冰,而凝冰因黏性強(qiáng)、強(qiáng)度大、生長快、消除難等原因,是影響道路系統(tǒng)安全的主要問題之一。凝冰災(zāi)害會(huì)導(dǎo)致路面的摩擦系數(shù)減小從而使車輛在行駛過程中打滑,在彎道處無法克服離心力產(chǎn)生側(cè)翻等危險(xiǎn)狀況,對車輛行駛造成十分不利的影響,因此道路抗凝冰性能的研究具有重要的工程價(jià)值。本文借鑒超疏水材料在航天飛行器和輸電線路中防覆冰的研究成果,將超疏水材料應(yīng)用到路面抗凝冰中,為路面抗凝冰技術(shù)提供一種方法。本文基于超疏水材料的基本理論,采用試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法,對納米氧化鋅超疏水涂層路面的防冰、疏冰性能開展研究。主要研究工作如下:1)基于溶膠-凝膠法制備出納米氧化鋅超疏水材料,并對其表面微結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分以及潤濕性能進(jìn)行了檢測和分析,驗(yàn)證了納米氧化鋅超疏水材料的表面是由納米級突起構(gòu)成。2)設(shè)計(jì)覆冰行為觀測方案,觀測不同條件下超疏水試件表面和普通混凝土試件表面水的覆冰形貌,并測試試件表面的結(jié)冰速率以及覆冰質(zhì)量,對超疏水涂層表面水的結(jié)冰特性進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明低溫環(huán)境下超疏水涂層具...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 路面抗凝冰主要技術(shù)措施及存在問題
        1.2.2 超疏水材料制備現(xiàn)狀研究
        1.2.3 超疏水表面材料應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.2.4 超疏水材料防/除冰現(xiàn)狀研究
    1.3 本課題研究的意義、內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究方法及技術(shù)路線
第2章 超疏水基本理論及材料制備
    2.1 引言
    2.2 超疏水表面潤濕性和相關(guān)理論基礎(chǔ)
        2.2.1 潤濕性理論
        2.2.2 接觸角表面的理論接觸模型
    2.3 納米氧化鋅超疏水材料的制備及其基本性能
        2.3.1 原材料的選取
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.3.3 納米氧化鋅超疏水材料的制備過程
        2.3.4 納米氧化鋅超疏水材料測試與表征
        2.3.5 納米氧化鋅超疏水材料的微觀性能
        2.3.6 納米氧化鋅超疏水材料的潤濕性能
        2.3.7 納米氧化鋅超疏水涂層的抗滑性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 納米氧化鋅超疏水涂層表面水結(jié)冰特性研究
    3.1 引言
    3.2 納米氧化鋅超疏水涂層對水滴結(jié)冰形貌的影響
        3.2.1 試驗(yàn)裝置
        3.2.2 試驗(yàn)方法
        3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.3 納米氧化鋅超疏水涂層對水滴結(jié)冰速率的影響
        3.3.1 恒定低溫-5℃對結(jié)冰速率的影響
        3.3.2 連續(xù)降溫對結(jié)冰速率的影響
    3.4 納米氧化鋅超疏水涂層對覆冰質(zhì)量的影響
        3.4.1 覆冰質(zhì)量測量方法
        3.4.2 灑水溫度對覆冰質(zhì)量的影響
        3.4.3 傾斜角度對覆冰質(zhì)量的影響
        3.4.4 降水量對覆冰質(zhì)量的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 納米氧化鋅超疏水涂層路面防冰性能研究
    4.1 引言
    4.2 超疏水涂層路面的延遲結(jié)冰性
    4.3 納米氧化鋅超疏水涂層的覆冰黏結(jié)力
        4.3.1 劈裂試驗(yàn)測試黏結(jié)力
        4.3.2 MTS萬能試驗(yàn)機(jī)測試覆冰黏結(jié)力
            4.3.2.1 MTS覆冰黏結(jié)強(qiáng)度測試方法
            4.3.2.2 MTS覆冰黏結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 納米氧化鋅超疏水涂層路面疏冰性能研究
    5.1 引言
    5.2 納米氧化鋅超疏水涂層的疏冰效果
        5.2.1 除冰后冰層破碎形貌
        5.2.2 超疏水涂層對冰層殘留率的影響
    5.3 不同環(huán)境下結(jié)冰疏冰試驗(yàn)研究
        5.3.1 凍雨結(jié)冰疏冰試驗(yàn)研究
        5.3.2 降雪結(jié)冰疏冰試驗(yàn)研究
    5.4 納米氧化鋅超疏水涂層的循環(huán)覆冰試驗(yàn)研究
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 后續(xù)研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間與學(xué)位論文相關(guān)科研成果



本文編號：3960597