超疏水材料及其在電力系統中的應用

本書面向電力系統防覆冰、自清潔、透光性等功能的需求，針對塗層材料耐磨性差、各性能之間難以有效協調的技術難題，從材料優化和結構調控兩方面進行研究，顯著提升了塗層的耐磨性，實現了超疏水/電熱、超疏水/透明等多性能的協同優化，推動了超疏水材料在電力系統中的應用研究。本書是作者根據多年從事功能納米材料科研的成果撰寫的，論述了超疏水自清潔材料在電力系統中的應用、超疏水防冰塗層在電力系統中的應用、超疏水防腐蝕材料在電力系統中的應用、超疏水儲能材料在電力系統中的應用等。

本書可供高等院校電氣、材料、機械等相關專業師生使用，為其從事相關教學和科學研究提供有益的參考，也可供電力系統等領域的工程技術人員閱讀。

第1章 超疏水材料的製備及應用概述001
1.1超疏水材料的起源001
1.2表面潤濕性理論002
1.2.1接觸角和滾動角 002
1.2.2基本潤濕性理論模型 002
1.3超疏水製備方法005
1.3.1仿生學建構超疏水表面 005
1.3.2刻蝕光刻法 006
1.3.3溶膠-凝膠法 008
1.3.4化學氣相沉積法 008
1.3.5噴塗法 009
1.3.6其他方法 011
1.4超疏水材料在電力系統的應用前景011
1.4.1自清潔 011
1.4.2除冰 012
1.4.3防腐蝕 013
1.4.4儲能 014
1.5自修復超疏水材料研究進展014
1.5.1遷移補給低表面能物質的自修復超疏水體系 015
1.5.2人工干預誘導自修復 016
1.5.3外界環境自發誘導自修復 018
1.5.4重構粗糙結構的自修復超疏水體系 020
1.6本書的意義及主要內容022
1.6.1本書的意義 022
1.6.2主要內容 022
參考文獻025

第2章 超疏水自清潔材料在電力系統中的應用030
2.1用於太陽能電池板自清潔的透明超疏水塗層030
2.1.1概述 030
2.1.2實驗部分 031
2.1.3結果與討論 032
2.1.4本節小結 038
2.2應用於絕緣子防汙閃的耐磨超疏水材料038
2.2.1研究背景 038
2.2.2技術方案 039
2.2.3超疏水表面的構築 041
2.2.4超疏水表面的表徵 044
2.2.5創新特色 049
2.2.6應用及其前景 050
參考文獻050

第3章 超疏水防冰塗層在電力系統中的應用054
3.1基於石墨烯的超疏水電熱協同作用防冰策略054
3.1.1概述 054
3.1.2實驗步驟 055
3.1.3結果與討論 056
3.1.4本節小結 062
3.2具有自修復性的超疏水電熱光熱協同防冰策略062
3.2.1概述 062
3.2.2材料與實驗方法 063
3.2.3結果與討論 065
3.2.4本節小結 073
3.3採用被動防冰策略的極低覆冰黏附力超疏水網的製備074
3.3.1概述 074
3.3.2實驗與材料 075
3.3.3結果與討論 076
3.3.4本節小結 083
3.4主被動防冰策略下光熱超疏水協同作用低覆冰黏附力網083
3.4.1概述 083
3.4.2實驗與材料 085
3.4.3結果與討論 086
3.4.4本節小結 092
3.5基於蠟燭灰的光熱除冰自修復超疏水塗層092
3.5.1概述 092
3.5.2材料與實驗方法 093
3.5.3結果與討論 094
3.5.4本節小結 099
參考文獻100

第4章 超疏水防腐蝕材料在電力系統中的應用105
4.1基於自製石墨烯構築超疏水防腐蝕塗層105
4.1.1概述 105
4.1.2實驗步驟 106
4.1.3結果與討論 107
4.1.4本節小結 110
4.2超耐磨石墨烯超疏水材料的製備110
4.2.1概述 110
4.2.2實驗方法 112
4.2.3結果與討論 113
4.2.4本節小結 126
4.3超疏水防腐蝕鋼表面的製備127
4.3.1概述 127
4.3.2實驗方法 128
4.3.3結果與討論 129
4.3.4本節小結 134
4.4多重氟化矽橡膠碳納米管超疏水塗層的製備134
4.4.1概述 134
4.4.2實驗原料 135
4.4.3實驗過程 135
4.4.4結果與討論 136
4.5自修復超疏水防腐蝕塗層的製備152
4.5.1概述 152
4.5.2材料與實驗方法 153
4.5.3測試及表徵 154
4.5.4結果與討論 155
4.5.5本節小結 161
參考文獻161

第5章 超疏水儲能材料在電力系統中的應用166
5.1超疏水柔性超級電容器的製備與研究166
5.1.1概述 166
5.1.2自修復、超疏水柔性超級電容器的製備與測量方法 167
5.1.3結果與討論 169
5.1.4本節小結 176
5.2鎳鈷碳協同作用下的柔性超級電容器177
5.2.1概述 177
5.2.2柔性超級電容器的製備方案與測試方法 177
5.2.3結果與討論 179
5.2.4本節小結 187
參考文獻187