一种低冰粘附力表面、制备方法及飞行器蒙皮技术

本发明专利技术适用于飞行器防除冰技术领域，提供了一种低冰粘附力表面、制备方法及飞行器蒙皮。本发明专利技术的低冰粘附力表面由不同杨氏模量的材料组成，在局部形成具有不同刚度的表面，但整体上表面平整。在除冰过程中，特别是振动除冰过程中，积冰在不同刚度区域产生不同的应力集中，造成不均匀的应力分布，进而在不同刚度的区域之间引导裂纹产生，积冰自动破碎，从表面滑落。本发明专利技术的低冰粘附力表面适用于动态结冰，能够应用于真实的飞行环境中帮助飞行器蒙皮除冰，提高除冰效率。提高除冰效率。提高除冰效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低冰粘附力表面、制备方法及飞行器蒙皮


[0001]本专利技术属于飞行器防除冰
，尤其是涉及一种低冰粘附力表面、制备方法及飞行器蒙皮。

技术介绍

[0002]飞机在低温云层中飞行时，会在迎风面产生结冰现象，影响飞行安全。
[0003]防除冰技术用于保障飞行安全。振动除冰系统相对于气热和电热的传统热式防除冰系统，具有能耗低的显著优点。但是由于积冰与蒙皮间较强的粘附力，振动除冰系统的除冰效果受到限制。热力耦合除冰系统利用电热融化积冰底部消除积冰与蒙皮间粘附力，在提高除冰效果的同时也大大提高了系统能耗。采用被动方法降低积冰粘附力，可在有效提高振动除冰系统除冰效果的同时，不增加系统能耗。
[0004]现有技术中，有专利CN104217785A，CN106519968A，CN110434043B，CN11846193A等均涉及低冰粘附力表面及其制备方法，都是在基底上制备微观多维结构增加结构的复杂性和粗糙度，使制备的多级超疏水表面具有较高的超疏水状态，并且与冰之间具有较低的粘附力，因而使得冰容易被去除脱离表面(参见专利CN11846193A)。
[0005]申请人经过大量的试验发现，现有技术制备的这些低冰粘附力表面在静态结冰(将水滴直接滴在表面上，开启试验条件，降温达到结冰条件进行结冰，称之为“静态结冰”)时具有较好的防除冰效果，而在动态结冰(真实结冰环境，即由水滴或过冷水滴撞击到表面而进行的结冰，称之为“动态结冰”)过程中却没有防除冰效果，因而无法进行工程应用。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种低冰粘附力表面及其制备方法，能够适用于工程应用的低冰粘附力表面。
[0007]一种低冰粘附力表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S10.将基材清洗、干燥，得到洁净的基材表面；
[0009]S20.在基材表面刻蚀多个微孔；
[0010]S30.清洗、干燥刻蚀后的表面；
[0011]S40.在微孔内填充第二涂料，并打磨、清洗得到平整表面；
[0012]所述第二涂料的杨氏模量与基材的杨氏模量不同。
[0013]本专利技术还提供另一种低冰粘附力表面的制备方法，步骤S20替换为，在基材表面制备第一涂料，并在第一涂料表面刻蚀多个微孔；所述第一涂料与第二涂料的杨氏模量不同。
[0014]进一步地，所述多个微孔的深度可大于第一涂料的厚度。
[0015]进一步地，还包括步骤S50：在步骤S40制备得到的平整表面上刻蚀多个微孔表面，清洗、干燥刻蚀后的表面后，在微孔内填充第N+2涂料，并打磨、清洗得到平整表面，重复该步骤N次，其中，N≥1，每一种涂料的杨氏模量均不同。
[0016]进一步地，步骤S40或步骤S50中，在非微孔区域也覆盖第二涂料。
[0017]进一步地，还包括步骤S60：将形成的表面进行低表面能修饰。
[0018]进一步地，采用激光雕刻的方法刻蚀微孔。
[0019]进一步地，采用刮涂的方法在微孔内填充第二涂料。
[0020]本专利技术还提供一种低冰粘附力表面，其特征在于，采用如前所述的一种低冰粘附力表面的制备方法制备的表面。
[0021]本专利技术还提供一种飞行器蒙皮，其特征在于，采用如前所述的一种低冰粘附力表面。
[0022]采用本专利技术的一种低冰粘附力表面、制备方法及蒙皮，相对于现有技术，至少具有以下有益效果：
[0023]本专利技术制备的低冰粘附力表面平整，并且在局部形成具有不同刚度的表面，在除冰过程中，特别是振动除冰过程中，积冰在不同刚度区域产生不同的应力集中，造成不均匀的应力分布，进而在不同刚度的区域之间引导裂纹产生，积冰自动破碎，从表面滑落。本专利技术的低冰粘附力表面适用于动态结冰，能够应用于真实的飞行环境中帮助飞行器蒙皮的除冰，提高除冰效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术实施例1所述的一种低冰粘附力表面的制备方法流程图；
[0026]图2是采用本专利技术实施例1的方法制备的低冰粘附力表面结构图；
[0027]图3是采用本专利技术实施例1的方法制备的另一低冰粘附力表面结构图；
[0028]图4是采用本专利技术实施例1的方法制备的低冰粘附力表面结构剖面图；
[0029]图5是采用本专利技术实施例1的方法制备的又一低冰粘附力表面结构剖面图；
[0030]图6本专利技术实施例1所述的一种低冰粘附力表面的制备方法的又一流程图；
[0031]图7是本专利技术实施例2所述的一种低冰粘附力表面的制备方法流程图；
[0032]图8是采用本专利技术实施例2的方法制备的一种低冰粘附力表面结构剖面图；
[0033]图9是采用本专利技术实施例2的方法制备的再一种低冰粘附力表面的结构剖面图。
[0034]图10是本专利技术实施例2所述的一种低冰粘附力表面的制备方法的又一流程图；
[0035]图中，01
‑
基底，02
‑
第一涂料，03
‑
第二涂料。
具体实施方式
[0036]以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本专利技术的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本专利技术，其仅作为例子，而并非用以限制本专利技术。
[0037]申请人在试验过程中发现，现有技术通过在基体表面制备微观多维结构来降低冰的粘附力的这种低冰粘附力表面，其在静态结冰时的防除冰效果很好，但是在动态结冰时却没有防除冰效果。究其原因，动态结冰时(模拟飞行器真实飞行环境)，水滴或过冷水滴撞
击到表面，能够快速结冰，或者进入到现有技术的微观多维结构中快速结冰，由于表面的粗糙度高，对动态结冰的粘附力反而增强，非常不利于后续的除冰，因此，现有技术的这种低冰粘附力表面不能进行工程应用，不利于在动态结冰环境中除冰。
[0038]本申请对结冰表面结构进行的重新的设计，基本的专利技术构思为：在结冰表面制备具有不同刚度的材料，但是整体表面平整，当该表面结冰后，在振动除冰过程中，积冰在不同刚度的材料表面产生不均匀的应力分布，在刚度较高的区域产生较大的应力，而在刚度较小的区域产生较小的应力，在不同刚度的材料之间引导裂纹产生，进而从宏观上降低积冰粘附力，提高除冰效率。
[0039]实施例1
[0040]一种低冰粘附力表面的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0041]S10.将基材清洗、干燥，得到洁净的基材表面；将其应用到飞行器上时，基材为飞行器的蒙皮；
[0042]S20.在基材表面刻蚀多个微孔；
[0043]作为优选，采用激光雕刻的方法刻蚀微孔，这样可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低冰粘附力表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S10.将基材清洗、干燥，得到洁净的基材表面；S20.在基材表面刻蚀多个微孔；S30.清洗、干燥刻蚀后的表面；S40.在微孔内填充第二涂料，并打磨、清洗得到平整表面；所述第二涂料的杨氏模量与基材的杨氏模量不同。2.如权利要求1所述的一种低冰粘附力表面的制备方法，其特征在于，步骤S20替换为，在基材表面制备第一涂料，并在第一涂料表面刻蚀多个微孔；所述第一涂料与第二涂料的杨氏模量不同。3.如权利要求2所述的一种低冰粘附力表面的制备方法，其特征在于，所述多个微孔的深度可大于第一涂料的厚度。4.如权利要求1
‑
3任一所述的一种低冰粘附力表面的制备方法，其特征在于，还包括步骤S50：在步骤S40制备得到的平整表面上刻蚀多个微孔，清洗、干燥刻蚀后的表面后，在微孔内...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶敏，
申请(专利权)人：四川牧星航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：