可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性

金属表面粗糙结构及其润湿性对其露、霜、冰的相变及传质现象有重要影响.通过电火花微加工和化学氧化法，本文首先实现了铜片表面微米、纳米阵列结构的可控制备.针对条纹，方柱和四棱锥三种典型微米结构特征，对比研究了单级粗糙结构和二级复合结构超疏水表面的润湿性、结露、结霜、结冰及其融化过程.微纳复合结构可有效增强超疏水性，减少霜晶形核和生长速度，同时还能大幅度延缓结冰的时间，多次冷热循环处理后，表面仍能保持较好的防霜抗冰性能.通过经典形核理论，brown凝并，一维传热及传质理论，综合分析了冰霜在这种表面的传质特性.