《表4 各研究人员报告的超疏水涂层的冰雪附着强度值》

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《高速列车转向架防冰雪设计研究进展》

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当运行在高寒地区的高速列车遇到降雪天气，冰雪堆积在转向架区域被电机等发热部件融化成雪水时，一个更有效的措施是防止冰的形成而不是阻止冰的堆积，超疏水材料可以使基体表面快速而有效地脱离水滴，避免雪水受周围冷空气影响再次冻结成冰。因此，制作仿生超疏水材料的研究是当前的热点方向，众多铁路运输工作者从降低冰雪在金属基体表面的附着力和延缓水滴的结冰时间两方面着手，都在开展相关的工作[45-63]。首先，降低冰层在基体表面的附着力，对防止冰雪的堆积影响显著。Y.H.YEONG等[47]首先在铝母材上进行激光微变形，然后分别利用不同类型的氟乙烯-丙烯（FEP）进行热压处理，研究FEP热压处理后的微激光变形铝材表面的覆冰状况。结果证明，FEP薄膜的微结构压纹程度取决于三个参数：压纹质量/压力、压纹时间和压纹温度，当压纹质量/压力和持续时间分别固定为2 kg/30 k Pa和5 min、压纹温度设定为310℃时，所得铝基材表面是超疏水的。覆冰实验显示，制备的超疏水表面冰块分离的平均强度约为20 k Pa，小于铝基板冰分离强度的2%及光滑无纹FEP板冰分离强度的33%，是在表4给出的各研究人员数据记录的超疏水冰附着强度中最低的之一。然而由于使用的金属基体材料的不同，表面形貌、导热性能等存在明显差异，因此冰层在转向架表面的附着强度相比于在铝表面也会有差别。至于差别是否大到会影响其在转向架区域的疏水融冰性能，有待通过使用转向架材料开展进一步研究。其存在的缺陷是，不同表面张力液体对超疏水薄板的润湿性研究显示，当液体表面张力低于68 m N/m时，超疏水性能就会丧失。关于降低冰雪附着强度的研究主要停留在对表面张力存在局面性阶段，仍需要开展进一步的研究探索和试验验证。