抑冰功能型表面耐磨耐蚀特性研究

作者：崔静^*; 白娟; 牛书鑫; 王一凡; 杨广峰; 王立文

来源：航空学报, 2023, 1-10.

• Ti-6Al-4V(TC4)
• 超疏水
• 抑冰
• 耐腐蚀
• 耐磨

飞机积冰是高性能飞行器安全运行的巨大威胁，也是导致飞机失事的主要原因之一。相对于传统被动式的融霜除冰手段，对表面进行微织构功能化处理是从机理上实现主动抗结冰的方法，已经得到普遍认可和广泛应用，但微织构后表面的耐蚀耐磨等宏观应用性能尚有待深入研究。基于激光微织构技术在航空用材Ti-6Al-4V试样表面分别用扫描速度为50mm/s,100mm/s,150mm/s,200mm/s,250mm/s的纳秒激光织构出三角纹理微纳结构。利用扫描电子显微镜和共聚焦电子显微镜对微织构表面的微区形貌、元素含量、粗糙度进行表征，利用接触角测量仪对微织构表面的静/动态浸润特性进行了分析，利用低温显微实验平台研究微结构表面静态水滴冻结行为，利用自制循环摩擦实验系统和电化学工作站研究微结构表面耐磨耐蚀性能。结果表明，扫描速度为100mm/s的微织构表面延迟水滴冻结性能最佳，循环摩擦下疏水耐候性最佳，但表面耐腐蚀性能最差。这是由于表面丰富的微观拓扑结构形貌增加了表面的导热热阻，延迟了了表面液滴冻结时间，但在弱酸性腐蚀环境下，表面丰富的微织构形貌又减小了氢氧化钛和氧化钛氢氧根等氧化物水合产物的吸附抑制，表现出较强的活性。

• 单位
  航空宇航学院; 中国民航大学