طراحی و ارزیابی پوشش یخ گریز دولایه آغشته به روغن روی آلیاژ آلومینیوم به منظور کاهش چسبندگی یخ و افزایش تاخیر در برفک زنی

در این پژوهش، یک پوشش یخ گریز دولایه بر روی بستر آلومینیوم طراحی و ارزیابی شده است که هدف آن کاهش چسبندگی یخ و تاخیر در برفک زنی است. در گام نخست، با به کارگیری پلی متیل متاکریلات و روش الگوی تنفس، لایه ای متخلخل بر سطح آلومینیوم ایجاد شد که نقش مخزن نگه دارنده روان کار را ایفا می کند. سپس لایه لغزنده آلی بر پایه پروپیلن گلیکول، توئین ۸۰ و روغن پلی دی متیل سیلوکسان با ویسکوزیته ۵۰ سانتی استوکس بر روی این بستر متخلخل اعمال گردید تا سطحی با انرژی سطحی پایین و رفتار لغزنده حاصل شود. ریزساختار پوشش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و رفتار ترشوندگی با اندازه گیری زاویه تماس و هیسترزیس زاویه تماس مشخصه یابی شد؛ نتایج نشان داد که اگرچه زاویه تماس استاتیک سطح نهایی در محدوده آب گریزی قرار دارد (حدود ۷۱ درجه) اما هیسترزیس زاویه تماس به کمتر از ۵ درجه کاهش یافته که حرکت قطرات را بسیار آسان می کند. آزمون چسبندگی یخ نشان داد که تنش چسبندگی از حدود ۴۵۵/۸ کیلوپاسکال در آلومینیوم خام به حدود ۱۲/۸ کیلوپاسکال در سطح پوشش دار کاهش می یابد (بیش از ۳۵ برابر کاهش) و پس از ۱۰ سیکل یخ زدگی-جدایش همچنان چسبندگی یخ به پوشش زیر ۱۰۰ کیلوپاسکال باقی می ماند. همچنین در آزمون برفک زنی (°C۱۵- =T و ۵۷ %=RH)، زمان برفک زنی از حدود ۱۸۰ ثانیه برای آلومینیوم بدون پوشش به حدود ۹۰۰ ثانیه برای سطح پوشش افزایش یافت که بیانگر بهبود چشمگیر کارایی ضدبرفک و پتانسیل استفاده این پوشش در کاربردهای مهندسی حساس به یخ زدگی است.

کلیدواژه ها:

برفک زنی ، پوشش متخلخل ، چسبندگی یخ ، سطوح لغزنده تزریق شده با روغن ، سطوح یخ گریز