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类液滑移涂层对螺旋桨减阻及水动力性能影响研究
1
作者
汪涵
凌志远
+2 位作者
曾志翔
胡弘毅
耿佳东
《表面技术》
北大核心
2025年第4期242-250,共9页
目的研究类液滑移涂层对螺旋桨转动时所受阻力及水动力性能的影响,从而有效提高螺旋桨效率,实现海洋航体节能减排。方法采用喷涂法将十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)和四甲氧基硅烷(TMOS)两种单体的混合溶液敷设到螺旋桨表面得到类液滑移涂...
目的研究类液滑移涂层对螺旋桨转动时所受阻力及水动力性能的影响,从而有效提高螺旋桨效率,实现海洋航体节能减排。方法采用喷涂法将十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)和四甲氧基硅烷(TMOS)两种单体的混合溶液敷设到螺旋桨表面得到类液滑移涂层。通过滑动角表征涂层的滑移性能并确定单体配比,采用平板水洞测试、旋转阻力测试、快艇测试以及空泡水筒实验等方式,通过扭矩、转速、推力、功率和螺旋桨效率等参数研究螺旋桨转动时的阻力及水动力性能。结果涂层光滑平整,粗糙度仅有0.184 nm。DTMS分子刷负责传递水滴实现表面滑移,TMOS分子刷起着间隔物的作用,间隔距离增加可以提高水滴传递的可能性,但间隔过大反而会超出最大距离,降低传递能力。在最佳物质的量比(TMOS∶DTMS=3∶1)下,涂层的滑动角为6.17°,具备优异的水滴滑移特性和自清洁性能。涂层涂覆后可以实现桨叶1%~2%的扭矩降低、1%~2%的转速提高、4%~7%的功率下降、3%~5%的推力提升和5%~6%的螺旋桨效率(推力扭矩比)提升。结论类液滑移涂层利用边界滑移特性可以在不同进速系数下显著提高螺旋桨的水动力性能,通过提高螺旋桨效率实现减阻,最大提升率可达6.88%。
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关键词
类液滑移涂层
减阻
螺旋桨
水动力性能
分子刷
边界滑移
在线阅读
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职称材料
多源仿生柔性滑移涂层的制备及其减阻性能研究
被引量：
2
2
作者
周嘉杰
胡弘毅
+4 位作者
朱萍
曾志翔
王刚
朱丽静
凌志远
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第23期153-158,179,共7页
目的研究多源仿生技术构建高性能减阻涂层的方法。方法在铝片上旋涂双组分硅胶,生成柔性涂层(模拟柔性的海豚皮肤),然后喷涂疏水纳米二氧化硅粒子,得到柔性超疏水(SHS)涂层(同时模拟柔性的海豚皮肤和SHS荷叶),再浇筑二甲基硅油,得到柔...
目的研究多源仿生技术构建高性能减阻涂层的方法。方法在铝片上旋涂双组分硅胶,生成柔性涂层(模拟柔性的海豚皮肤),然后喷涂疏水纳米二氧化硅粒子,得到柔性超疏水(SHS)涂层(同时模拟柔性的海豚皮肤和SHS荷叶),再浇筑二甲基硅油,得到柔性滑移(SLIPS)涂层(同时模拟柔性的海豚皮肤和SLIPS特性的鲨鱼皮肤)。结果低速时(200 r/min),所有涂层均有减阻效果。柔性SLIPS涂层、柔性涂层和柔性SHS涂层的减阻率分别为23.2%、18.4%、10.2%。高速时(800~1400 r/min),柔性涂层和柔性SLIPS涂层的减阻率分别4.0%、5.6%,而柔性SHS涂层的减阻率为−15.0%,即减阻表面转化为增阻表面。结论无论低速还是高速,柔性SLIPS涂层的减阻效果均优于柔性涂层和柔性SHS涂层。该研究对于降低海洋航行器航行时的摩擦阻力,提高其航速与航程具有极大的借鉴性。
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关键词
减阻
仿生涂层
滑移表面
超疏水表面
柔性材料
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职称材料
转锈缓蚀低表面处理涂料制备及性能
被引量：
1
3
作者
许吉
白久航
+3 位作者
凌志远
朱能杰
严威威
蓝席建
《中国表面工程》
CSCD
北大核心
2024年第6期440-449,共10页
海洋环境金属构筑物表面易腐蚀、维护成本高以及保养困难,而普通低表面处理涂料功能单一,无法长效防腐,且缓蚀剂与水性涂料配方体系难以兼容。引入适量咪唑啉缓蚀剂与过量的自交联环氧发生预固化反应,提升涂层交联密度的同时具备缓蚀钝...
海洋环境金属构筑物表面易腐蚀、维护成本高以及保养困难,而普通低表面处理涂料功能单一,无法长效防腐,且缓蚀剂与水性涂料配方体系难以兼容。引入适量咪唑啉缓蚀剂与过量的自交联环氧发生预固化反应,提升涂层交联密度的同时具备缓蚀钝化功能,加上乙二胺四乙酸(EDTA)与金属底材的络合作用,制得一种具有高效强渗透、转锈和缓蚀功能的水性涂层材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对转锈缓蚀低表面处理涂料的转锈性能和缓蚀机制进行初步探索。结果表明,金属基材表面的锈蚀产物在转锈剂和缓蚀剂的双重作用下快速形成稳定的“沉淀型”转化膜和钝化膜。拉曼和XRD显示,锈转化率达到72.4%,转锈膜和钝化膜的协同保护使涂层具有长效防腐性能,3.5%NaCl盐水浸泡试验168 h后附着力衰减值仅为3.3%,耐中性盐雾500h仍具有良好的防腐效果。新型低表面处理转锈缓蚀涂料施工便捷、可有效降低金属构筑物表面处理等级,同时减少涂层打磨带来的环境污染,提高施工效率,降低海洋环境下船舶和海洋平台等的运维成本,对于难以彻底表面处理的海洋环境金属材料的长寿命服役需求有着优异的工程应用前景。
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关键词
涂料
防腐
转锈剂
缓蚀剂
表面处理
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职称材料
题名
类液滑移涂层对螺旋桨减阻及水动力性能影响研究
1
作者
汪涵
凌志远
曾志翔
胡弘毅
耿佳东
机构
中远海运能源运输股份有限公司
中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料全国重点实验室
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第4期242-250,共9页
基金
浙江省自然科学基金(LY21E030014)。
文摘
目的研究类液滑移涂层对螺旋桨转动时所受阻力及水动力性能的影响,从而有效提高螺旋桨效率,实现海洋航体节能减排。方法采用喷涂法将十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)和四甲氧基硅烷(TMOS)两种单体的混合溶液敷设到螺旋桨表面得到类液滑移涂层。通过滑动角表征涂层的滑移性能并确定单体配比,采用平板水洞测试、旋转阻力测试、快艇测试以及空泡水筒实验等方式,通过扭矩、转速、推力、功率和螺旋桨效率等参数研究螺旋桨转动时的阻力及水动力性能。结果涂层光滑平整,粗糙度仅有0.184 nm。DTMS分子刷负责传递水滴实现表面滑移,TMOS分子刷起着间隔物的作用,间隔距离增加可以提高水滴传递的可能性,但间隔过大反而会超出最大距离,降低传递能力。在最佳物质的量比(TMOS∶DTMS=3∶1)下,涂层的滑动角为6.17°,具备优异的水滴滑移特性和自清洁性能。涂层涂覆后可以实现桨叶1%~2%的扭矩降低、1%~2%的转速提高、4%~7%的功率下降、3%~5%的推力提升和5%~6%的螺旋桨效率(推力扭矩比)提升。结论类液滑移涂层利用边界滑移特性可以在不同进速系数下显著提高螺旋桨的水动力性能,通过提高螺旋桨效率实现减阻,最大提升率可达6.88%。
关键词
类液滑移涂层
减阻
螺旋桨
水动力性能
分子刷
边界滑移
Keywords
liquid-like slippery coating
drag reduction
propeller
hydrodynamic performance
molecular brush
boundary slip
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
多源仿生柔性滑移涂层的制备及其减阻性能研究
被引量：
2
2
作者
周嘉杰
胡弘毅
朱萍
曾志翔
王刚
朱丽静
凌志远
机构
中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室
中远海运能源运输股份有限公司
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第23期153-158,179,共7页
基金
浙江省自然科学基金(LY21E030014)。
文摘
目的研究多源仿生技术构建高性能减阻涂层的方法。方法在铝片上旋涂双组分硅胶,生成柔性涂层(模拟柔性的海豚皮肤),然后喷涂疏水纳米二氧化硅粒子,得到柔性超疏水(SHS)涂层(同时模拟柔性的海豚皮肤和SHS荷叶),再浇筑二甲基硅油,得到柔性滑移(SLIPS)涂层(同时模拟柔性的海豚皮肤和SLIPS特性的鲨鱼皮肤)。结果低速时(200 r/min),所有涂层均有减阻效果。柔性SLIPS涂层、柔性涂层和柔性SHS涂层的减阻率分别为23.2%、18.4%、10.2%。高速时(800~1400 r/min),柔性涂层和柔性SLIPS涂层的减阻率分别4.0%、5.6%,而柔性SHS涂层的减阻率为−15.0%,即减阻表面转化为增阻表面。结论无论低速还是高速,柔性SLIPS涂层的减阻效果均优于柔性涂层和柔性SHS涂层。该研究对于降低海洋航行器航行时的摩擦阻力,提高其航速与航程具有极大的借鉴性。
关键词
减阻
仿生涂层
滑移表面
超疏水表面
柔性材料
Keywords
drag reduction
biomimetic coating
SLIPS
superhydrophobic surface
elastic materials
分类号
Q811.7 [生物学—生物工程]
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职称材料
题名
转锈缓蚀低表面处理涂料制备及性能
被引量：
1
3
作者
许吉
白久航
凌志远
朱能杰
严威威
蓝席建
机构
中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室
江西理工大学材料科学与工程学院
中远海运能源运输股份有限公司
宁波大学材料科学与化学工程学院
出处
《中国表面工程》
CSCD
北大核心
2024年第6期440-449,共10页
基金
国家重点研发计划重点专项(2022YFC3102503)
宁波市科技创新2025重大专项(2020Z053)
海洋新材料船舶应用研究(2022Y0011-3)。
文摘
海洋环境金属构筑物表面易腐蚀、维护成本高以及保养困难,而普通低表面处理涂料功能单一,无法长效防腐,且缓蚀剂与水性涂料配方体系难以兼容。引入适量咪唑啉缓蚀剂与过量的自交联环氧发生预固化反应,提升涂层交联密度的同时具备缓蚀钝化功能,加上乙二胺四乙酸(EDTA)与金属底材的络合作用,制得一种具有高效强渗透、转锈和缓蚀功能的水性涂层材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对转锈缓蚀低表面处理涂料的转锈性能和缓蚀机制进行初步探索。结果表明,金属基材表面的锈蚀产物在转锈剂和缓蚀剂的双重作用下快速形成稳定的“沉淀型”转化膜和钝化膜。拉曼和XRD显示,锈转化率达到72.4%,转锈膜和钝化膜的协同保护使涂层具有长效防腐性能,3.5%NaCl盐水浸泡试验168 h后附着力衰减值仅为3.3%,耐中性盐雾500h仍具有良好的防腐效果。新型低表面处理转锈缓蚀涂料施工便捷、可有效降低金属构筑物表面处理等级,同时减少涂层打磨带来的环境污染,提高施工效率,降低海洋环境下船舶和海洋平台等的运维成本,对于难以彻底表面处理的海洋环境金属材料的长寿命服役需求有着优异的工程应用前景。
关键词
涂料
防腐
转锈剂
缓蚀剂
表面处理
Keywords
coating
anti-corrosion
rust conversion agent
corrosion inhibitor
surface treatments
分类号
TQ630 [化学工程—精细化工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
类液滑移涂层对螺旋桨减阻及水动力性能影响研究
汪涵
凌志远
曾志翔
胡弘毅
耿佳东
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
多源仿生柔性滑移涂层的制备及其减阻性能研究
周嘉杰
胡弘毅
朱萍
曾志翔
王刚
朱丽静
凌志远
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
转锈缓蚀低表面处理涂料制备及性能
许吉
白久航
凌志远
朱能杰
严威威
蓝席建
《中国表面工程》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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