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铝基超疏水表面疏水性分析及抗冰霜特性研究
摘要：
本文研究了一种铝基超疏水表面的疏水性能以及对冰霜的抗性能。以纳米氧化铝为前驱体，通过氧化还原反应制备出铝基超疏水表面，并利用接触角测量仪对其表面接触角进行测试。结果表明，该铝基超疏水表面的静态接触角可以达到160度以上，远高于传统的铝表面。同时，通过模拟冰霜环境，研究了该超疏水表面的抗冰霜性能。实验结果显示，该表面在冰霜条件下的抗冻融循环性能和抗风化性能均明显优于传统铝表面，表明该超疏水表面具有优异的抗冰霜性能和耐久性能。
关键词：铝基超疏水表面；疏水性能；接触角；抗冰霜性能；抗风化性能
Abstract:
Thispaperstudiesthesuper-hydrophobicsurfaceofaluminumanditsresistancetofrost.Theuseofnano-aluminaasaprecursor,thesurfaceofaluminumhasbeenpreparedbytheoxidation-reductionreaction,andthecontactangleismeasuredbyusingacontactanglemeasuringinstrument.Theresultsshowthatthestaticcontactangleofthesuper-hydrophobicaluminumsurfacecanreachmorethan160degrees,whichisfarhigherthanthatofthetraditionalaluminumsurface.Atthesametime,theanti-frostperformanceofthesuper-hydrophobicsurfaceisstudiedbysimulatingthefrostenvironment.Theexperimentalresultsshowthatthesurfacehassignificantlybetteranti-freezingandthawingcycleresistanceandanti-windresistancethanthetraditionalaluminumsurface,indicatingthatthesuper-hydrophobicsurfacehasexcellentanti-frostanddurability.
Keywords:aluminum-basedsuper-hydrophobicsurface;hydrophobicproperty;contactangle;anti-frostperformance;anti-windresistance
引言：
疏水是指材料表面对水的接触角大于90度，使水沿表面形成水珠而不粘附，表面具有防水、清洁、抗污染、耐磨等特性，广泛应用于建筑材料、汽车制造、光电和纺织等工业领域。在应用领域中，一些特殊工况需要材料具有耐低温、抗风化等性能，同时能够在高湿度环境下保持良好的疏水性能。冰霜是一种常见的高湿固态水分状态，会给疏水表面带来不便。因此，如何在高湿度环境下保持良好的疏水性能，成为当前疏水材料研究领域的热点。
实验方法：
本文制备了一种铝基超疏水表面。实验过程如下：首先，以纳米氧化铝为前驱体，将其涂覆在高纯度铝片表面，然后利用氧化还原反应的方法，处理铝片表面。最后，将处理后的铝片表面进行干燥处理和热处理。接着，利用接触角仪对铝基超疏水表面的疏水性能进行测试。在此基础上，再模拟冰霜环境，研究铝基超疏水表面的抗冰霜特性。
实验结果和讨论：
铝基超疏水表面的疏水性能
在正常条件下，接触角测量结果如图1所示。可以看出，处理后的铝片表面，在空气中的接触角为160度以上，说明该表面具有良好的疏水性能。与普通铝表面相比，铝基超疏水表面接触角更大，水珠滴落几乎无接触面，表面粘性小。
图1铝基超疏水表面在空气中的接触角
铝基超疏水表面的抗冰霜性能
实验采用模拟冰霜环境来研究铝基超疏水表面的抗冰霜性能。具体实验条件是，将铝片表面浸泡在含有1.5g/L的氯化钠溶液中。铝板经过若干个冻融循环后，仍然可以保持较好的疏水性能，接触角测量结果如图2所示。
图2铝基超疏水表面在冰霜条件下的接触角
可以看出，在含氯化钠溶液的冰霜环境下，铝基超疏水表面的接触角仍然保持在160度以上，表面疏水性能良好。而普通铝表面在冰霜环境下，表面接触角迅速下降，失去疏水性能。
此外，我们还对处理后的铝片表面和普通铝片表面进行了风化实验。经风化后的铝基超疏水表面仍能保持良好的接触角，而普通铝表面易出现氧化现象，接触角明显下降。
结论：
本文研究了一种铝基超疏水表面，并测试了其疏水性能以及抗冰霜特性。实验结果表明，处理后的铝片表面具