热喷涂构筑仿生超滑长效防污涂层及其机理研究
编号:80
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更新:2026-03-25 10:12:05 浏览:31次
邀请报告
摘要
海洋生物污损是船舶装备服役过程中面临的关键难题之一,显著制约装备的服役性能与寿命。仿生型液相填充多孔超滑体系(SLIPS: Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces)由于其环境友好性及优异的防污性能在海洋防污领域表现出优势和巨大潜力。然而,如何保证海洋服役环境下SLIPS表面润滑油膜的稳定性是SLIPS长效防污的最大挑战。SLIPS体系的微观孔隙结构是决定其锁油与储油性、进而决定表面润滑油膜稳定性的关键因素。但是,现有SLIPS体系多以微米或纳米单尺度孔隙结构为主,难以兼具锁油与储油功能、以有效稳油,从而难以实现长效防污。因此,如何达到纳米与微米尺度孔隙的协同设计是构建兼具优越锁油与储油性的长效稳定SLIPS防污体系的关键。
本研究首先采用等离子喷涂构筑了一种三维网状微/纳双模多孔结构SLIPS,以期达到大储油空间微米孔隙与强锁油纳米孔隙的一体化设计,并利用三维网状孔隙持续补油,从而获得长效稳定SLIPS。结果表明涂层的稳定性、机械耐久性与长效防污性能大幅提升。在此基础上,进一步采用等离子喷涂构筑了上层纳米孔隙/下层微米孔隙的双层结构SLIPS,上层纳米孔隙层不仅可以提供优异的毛细锁油作用,有效稳定润滑液体,还可以作为屏障层抑制下层微米孔隙中润滑液体的快速流失消耗,保障下层微米孔隙层中储存的润滑液体有效保留、从而使得其对表层润滑油膜的补充作用有效发挥。结果表明,双层结构表现出比微纳双模结构更加优异的长效稳定性。
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