水下航行器低表面能涂層減阻研究.pdf

1、船舶或水下航行器移動(dòng)時(shí)，一般會(huì)遇到三種阻力：興波阻力、壓差阻力和摩擦阻力(摩擦阻力來(lái)自航行器和周圍水流之間的相互阻力)。在這三種阻力中，摩擦阻力是最大的<'[1]>。近年來(lái)，從仿生學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)鯊魚皮減阻進(jìn)行了研究，其成果有效地推動(dòng)了減阻技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用這些原理和成果，通過(guò)表面工程對(duì)船舶特別是水下航行器的表面進(jìn)行處理，可有效地減小航行器行進(jìn)中的摩擦阻力。基于上述研究的背景與基礎(chǔ)，本課題主要研究了具有超疏水性(與水的接觸角>150°)的

2、低表面能涂層和表面微結(jié)構(gòu)對(duì)水下航行器表面減阻的作用及影響。 此文的主要研究工作分為兩部分： 一、低表面能涂層的制備： 1．通過(guò)酸刻蝕的工藝和陽(yáng)極氧化工藝在金屬基板上制備出了微/納米結(jié)構(gòu)，然后用低表面能材料FAS對(duì)其進(jìn)行修飾，制備出的低表面能薄膜可以達(dá)到超疏水的狀態(tài)；其中FAS涂層的膜厚為～100nm； 2．通過(guò)對(duì)金屬基板進(jìn)行預(yù)處理，噴涂新型氟碳涂料，形成不粘涂層。涂層與水的接觸角可以達(dá)到100°，其優(yōu)點(diǎn)是

3、耐磨性較好； 3．測(cè)量和定量計(jì)算了多種低表面能薄膜的表面能及色散分量和極性分量的大小。 二、低表面能超疏水涂層減阻和表面微結(jié)構(gòu)減阻： 1．通過(guò)同軸圓筒式測(cè)試系統(tǒng)、錐/板式測(cè)試系統(tǒng)檢驗(yàn)低表面能涂層，表面能大小及不同色散與極性分量在不同轉(zhuǎn)速下對(duì)減阻效果的影響；在60轉(zhuǎn)/分的條件，酸蝕工藝制備的薄膜的減阻效果可以達(dá)到20﹪，而在180轉(zhuǎn)/分的條件下，陽(yáng)極氧化工藝制備的薄膜的減阻效果超過(guò)7﹪； 2．通過(guò)酸蝕工藝和