[發明專利]一種基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法

在審

• 申請號: 201910074083.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109696383A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 沈一洲;陶杰;朱春玲;許楊江山;謝月涵
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N25/04
• 代理公司: 西安中科匯知識產權代理有限公司 61254
• 代理人: 劉玲玲

本發明公開了一種基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，其包括以下步驟：將待測試樣置于試樣臺上并將蒸餾水滴至試樣表面，試樣臺循環降溫?升溫實現試樣表面液滴循環結冰?融冰，通過結冰信號反饋輸出每次結冰?融冰循環過程中的液滴結冰溫度，對輸出的液滴結冰溫度進行統計式分析，作出一定溫度區間內結冰事件概率P的柱狀圖和未結冰液滴概率F(t)的曲線圖，對柱狀圖進行高斯擬合，根據試樣表面液滴結冰的平均溫度和形核的平均溫度評價試樣表面防冰性能。本發明的有益之處在于：評價客觀、可信度高、精準度高，具有重要的應用前景，對促進材料表面防冰性能評價方法的發展具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一種材料表面防冰性能評價方法，具體涉及一種基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，屬于材料表面性能評價技術領域。

背景技術

固體表面結冰問題廣泛涉及到航空航天、電力通信等重要工業領域，也與人們的日常生活密切相關。表面不必要的積冰會降低設備的性能，嚴重時甚至會威脅到人們的生命和財產安全。

表面被動防結冰技術，即利用超疏水材料的本征屬性，對固體進行表面功能化改性研究，使固體表面具有疏水和防冰的能力，從而達到防止結冰的目的。

表面被動防結冰技術具有使用范圍廣、能耗低、環保等優點，表現出了良好的應用前景。

但是，表面被動防結冰技術也存在一些問題，例如：超疏水材料表面的防冰性能尚無統一定論，防冰性能的評價方法也無統一定論。

縱觀已公開報道的材料表面防冰性能的研究成果，主要以表面延遲液滴結冰的時間來評價材料表面的防冰性能。然而，結冰是一個多因素參數綜合作用的復雜物理現象，各文獻實驗過程中液滴的結冰條件不同導致不同實驗數據間沒有可比性，材料表面液滴結冰延遲時間往往只用單顆液滴的單次實驗結果表示，但是液滴的形核是一個隨機的過程，單個液滴單次結冰過程沒有辦法準確反映表面液滴結冰延遲時間和液滴結晶形核溫度。

可見，表面被動防結冰技術的實際應用目前正面臨著重要的也是很關鍵的挑戰。

發明內容

本發明的目的在于，在已有的經典形核理論基礎上，提供一種基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，該評價方法對材料表面防冰性能的評價客觀、可信度高、精準度高。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

Step1：將待測試樣置于試樣臺上，并將蒸餾水滴至試樣表面；

Step2：試樣臺循環降溫-升溫，實現試樣表面液滴循環結冰-融冰，通過結冰信號反饋輸出每次結冰-融冰循環過程中的液滴結冰溫度；

Step3：對輸出的液滴結冰溫度進行統計式分析，作出一定溫度區間內結冰事件概率P的柱狀圖，并對該柱狀圖進行高斯擬合，曲線峰值對應的溫度即為該試樣表面液滴結冰的平均溫度；

Step4：對輸出的液滴結冰溫度進行統計式分析，作出一定溫度下未結冰液滴概率F(t)的曲線圖，F(t)＝0.5時對應的溫度即為該試樣表面液滴形核的平均溫度；

Step5：評價試樣表面防冰性能，試樣表面液滴結冰的平均溫度和形核的平均溫度越低，則試樣表面的防冰性能越好。

前述的基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，其特征在于，在Step1中，測試液滴大小為2μL～8μL。

前述的基于統計式測量結果的材料表面防冰性能評價方法，其特征在于，在Step2中，試樣臺循環降溫-升溫的溫度范圍為-35℃～35℃。