Verringerung der Eis-Adhäsion an festen Oberflächen
Studie konzentriert sich auf die Verwendung einer neuartigen Filtermethode zur Bewertung der Beschichtungstopographie.
Da Eisbildung auf Oberflächen bei Minusgraden zu Unfällen, erhöhten Wartungskosten und verminderter Leistung führt, wurden mehrere Strategien, einschließlich superhydrophober Oberflächen und Beschichtungen, als Mittel zur Verringerung der Eis-Adhäsion an festen Oberflächen untersucht.
In früheren Arbeiten wurde die Wirkung der Topografie von regelmäßig gemusterten superhydrophoben Oberflächen mit der Eisanhaftung in Verbindung gebracht. In dieser Arbeit wurde jedoch die Auswirkung der gefilterten Topografie auf die Eishaftung bei zufälligen superhydrophoben Oberflächen untersucht. Das Eishaftungsverhalten von superhydrophoben Kompositbeschichtungen, die aus einem Gemisch aus Siliziumdioxid-Nanopartikeln und Polymerbindemittel hergestellt und auf Glasobjektträger aufgesprüht wurden, wurde anhand einer Scherfestigkeitsmessung bestimmt. Die Eisadhäsion nahm mit einem Anstieg des Partikelgehalts bis zu 40 Gew.-% deutlich ab, danach wurde die Eisadhäsion nahezu konstant.
Neuartige Filtermethode zur Bewertung der Beschichtungstopografie
Die vorliegende Studie konzentriert sich auf die Verwendung einer neuartigen Filtermethode zur Bewertung der Beschichtungstopografie, mit der die zur Grenzfläche beitragenden Unebenheiten aus dem Rauheitsprofil der superhydrophoben Beschichtung isoliert wurden. Es zeigte sich, dass die Eis-Adhäsion bei diesen zufälligen hydrophoben Oberflächen mit der Höhe und dem Abstand der gefilterten Unebenheiten korreliert. Höhere Partikelgehalte führten zu größeren Unebenheitenabständen, kleineren Feststoffanteilen und geringerer Eishaftung. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen beruhen auf einem statischen Eishaftungstest mit stillem Wasser. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Eisadhäsion auf der Grundlage der Feststoff-Wasser-Luft-Grenzfläche vorhergesagt werden kann, eine Korrelation, die bei der künftigen Herstellung von superhydrophoben Beschichtungen zur Schaffung von Oberflächen mit stärkerer Reduzierung der Eisadhäsion hilfreich sein könnte.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 20, Ausgabe 2, März 2023, veröffentlicht.