【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电工材料与装备，具体涉及一种用于防冰铝导线的超疏水碳氟薄膜。
技术介绍
1、目前，钢芯铝绞线广泛应用于大容量远距离输电。雨雪天气下钢芯铝绞线上的覆冰现象经常发生，导致电网发生严重灾害，如输电线路舞动、线路断裂和杆塔倒塌等。为此，研究人员开展了大量工作来延缓或避免覆冰。近年来，超疏水材料的应用被认为是一种潜在的可靠防冰方法。
2、传统的超疏水表面材料一般采用以下方法制备：首先通过化学刻蚀、阳极氧化、飞秒激光等构建粗糙的微纳米结构，然后通过浸渍、化学气相沉积等用低表面能物质对粗糙表面进行修饰。
3、然而，由于脆弱的微纳米结构以及薄膜和基底之间较低的粘附力，从而导致上述传统方法制备出的超疏水表面材料无法得到大规模应用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种用于防冰铝导线的碳氟薄膜，该薄膜为在裸铝表面通过高温下射频磁控溅射聚四氟乙烯形成的镀膜，该薄膜表面构建有迷宫状粗糙微纳米结构；该薄膜由低表面能物质组成，低表面能物质为碳氟分子碎片在裸铝表面固化交联形成的碳氟聚合物，其中含有的-cf2、-cf3等低表面张力基团保证了较低的表面能；粗糙微纳米结构和低表面能物质在磁控溅射过程中同时形成。
2、进一步的，所述薄膜表面的微纳米结构包括许多边缘垂直的不规则多边形，这些多边形不规则地堆叠形成许多不同尺寸的孔洞；所述薄膜表面上分布着许多沟渠和小坑，形成高粗糙度的迷宫状微观结构。
3、进一步的，所述薄膜由f、c、
4、进一步的，磁控溅射时，体积相对较大的氩离子与聚四氟乙烯的长线性聚合物链碰撞，形成一系列碳氟分子碎片，这些分子碎片在基材上固化交联后形成碳氟聚合物薄膜。
5、进一步的，碳氟分子碎片包括cf2基团、cf基团和cf3基团。
6、进一步的，所述薄膜通过以下方法制备而成：
7、首先用砂纸打磨电工用6205铝合金板，用去离子水和乙醇超声洗涤，随后干燥。
8、在射频磁控溅射真空镀膜机中，使用聚四氟乙烯靶材；靶材与衬底之间的距离固定在10cm；本底真空度控制在3.6×10-3pa，真空腔室温度设定为210℃；
9、在纯度为99.999％的氩气环境中，在0.9pa的工作压力和100w的稳定溅射功率下在铝板上溅射镀膜；
10、溅射40分钟后，样品在真空腔室中自然冷却至室温后取出。
11、进一步的，所述薄膜的静态水接触角为166.0°，所述薄膜的滚动角小于1°。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
13、本专利技术表现出良好的防结冰和防结霜性能，相比于裸铝表面，所制备的薄膜的结霜时间和结冰时间均大幅延长了约8倍；在模拟酸雨液滴连续撞击10天过程中，所制备薄膜的接触角和滚动角几乎保持不变；可为超疏水材料在输电线路防冰中的应用提供新的思路。
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1.一种用于防冰铝导线的超疏水碳氟薄膜，其特征在于：该薄膜为在裸铝表面通过高温下射频磁控溅射聚四氟乙烯形成的镀膜，该薄膜表面构建有迷宫状粗糙微纳米结构；该薄膜自身由低表面能物质构成，低表面能物质为碳氟分子碎片在裸铝表面固化交联形成的碳氟聚合物，其中含有的-CF2、-CF3等低表面张力基团保证了较低的表面能。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述薄膜表面的微纳米结构包括许多边缘垂直的不规则多边形，这些多边形不规则地堆叠形成许多不同尺寸的孔洞；所述薄膜表面分布有许多沟渠和小坑，形成高粗糙度的迷宫状微观结构。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述薄膜由F、C、O和Al四种元素组成。
4.根据权利要求3所述的薄膜，其特征在于：磁控溅射时，体积相对较大的氩离子与聚四氟乙烯的长线性聚合物链碰撞，形成一系列碳氟分子碎片，这些分子碎片在裸铝表面固化交联形成碳氟聚合物薄膜。
5.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜通过以下方法制备而成：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述薄膜的静态水接触角为166
...【技术特征摘要】
1.一种用于防冰铝导线的超疏水碳氟薄膜，其特征在于：该薄膜为在裸铝表面通过高温下射频磁控溅射聚四氟乙烯形成的镀膜，该薄膜表面构建有迷宫状粗糙微纳米结构；该薄膜自身由低表面能物质构成，低表面能物质为碳氟分子碎片在裸铝表面固化交联形成的碳氟聚合物，其中含有的-cf2、-cf3等低表面张力基团保证了较低的表面能。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述薄膜表面的微纳米结构包括许多边缘垂直的不规则多边形，这些多边形不规则地堆叠形成许多不同尺寸的孔洞；所述薄膜表面分布有许多沟渠和小坑，形成高粗糙度的...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫少雄，韩玮，谢杨柳，王伟，李哲，陈卓，杨博，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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