Podrobno

Ovrednotenje vpliva hrapavosti na vodoodbojne in protizmrzovalne lastnosti hidrofobnih površin
ID Tojnko, Jure (Avtor), ID Može, Matic (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Golobič, Iztok (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (53,07 MB)
MD5: FFA9C372A986890179B7E93A02446D1B

Izvleček
V okviru magistrskega dela smo razvili lasersko strukturirane hidrofobne površine s protizmrzovalnimi in vodoodbojnimi lastnosti. Pregled literature je pokazal, da je vpliv velikostne skale površinskih struktur na protizmrzovalne lastnosti hidrofobnih površin slabo raziskan. Pri vrednotenju površin smo se osredotočili na omočenje površin, adhezijo ledu, zamik nukleacije, nukleacijsko temperaturo, odboj kapljic, odpornost na degradacijo zaradi zmrzovanja in odtaljevanja vode na površini ter korozijo, pri čemer smo rezultate primerjali z neobdelano referenčno površino. Omenjene metode smo testirali na vzorcih aluminijeve zlitine 1050A, ki smo jih lasersko strukturirali v treh velikostnih razredih hrapavosti, 5 µm, 20 µm in 75 µm. Površine smo nato hidrofobizirali s tremi različnimi premazi. Premaz tipa A je predstavljal monosloj HDPA debeline približno 5 nm. Pri premazih tipa B in C smo uporabili PDMS, pri čemer je bila debelina odvisna od masnega deleža v raztopini. Premaz tipa B z 2,5 % masnim deležem je imel debelino približno 300 nm, medtem ko je premaz tipa C z 10 % masnim deležem dosegal debelino 1,6 µm. Z ustrezno kombinacijo hrapavosti in debeline premaza, smo uspeli kot omočenja povečati za 89 %, adhezijsko strižno trdnost ledu zmanjšati za 84 %, zamik nukleacije podaljšati za 67 % in nukleacijsko temperaturo znižati na -19,4 °C. Rezultati raziskave potrjujejo, da lahko z lasersko strukturiranimi in hidrofobiziranimi površinami bistveno izboljšamo protizmrzovalne lastnosti materiala. Hkrati smo ugotovili, da ne obstaja enotna konfiguracija površine, ki bi hkrati dosegala optimalne rezultate pri vseh obravnavanih kriterijih.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:hidrofobne površine, omočljivost, adhezija ledu, zamik nukleacije, odboj kapljice, nukleacijska temperatura
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Kraj izida:Ljubljana
Založnik:[J. Tojnko]
Leto izida:2026
Št. strani:XXVI, 92 str.
PID:20.500.12556/RUL-182694 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:544.722.3:621.565(043.2)
COBISS.SI-ID:280003587 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:21.05.2026
Število ogledov:132
Število prenosov:120
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Evaluation of the influence of roughness on water-repellent and anti-icing properties of hydrophobic surfaces
Izvleček:
Within the scope of this master’s thesis, laser-structured hydrophobic surfaces with anti-icing and water-repellent properties were developed. A review of the literature revealed that the influence of the size scale of surface structures on the anti-icing performance of hydrophobic surfaces remains insufficiently investigated. In the evaluation of the surfaces, we focused on surface wettability, ice adhesion, nucleation delay, nucleation temperature, droplet rebound behavior, resistance to degradation caused by repeated freezing and thawing of water on the surface, and corrosion resistance, with the results compared to an untreated reference surface. The experiments were conducted on samples of aluminum alloy 1050A, which were laser structured into three roughness size classes: 5 µm, 20 µm, and 75 µm. The surfaces were subsequently hydrophobized using three different coatings. Coating type A consisted of an HDPA monolayer with a thickness of approximately 5 nm. For coatings B and C, PDMS was used, with the thickness depending on its mass fraction in the solution. Coating type B, with a mass fraction of 2.5 %, had a thickness of approximately 300 nm, while coating type C, with a mass fraction of 10 %, reached a thickness of 1.6 µm. By selecting an appropriate combination of surface roughness and coating thickness, significant improvements in surface performance were achieved: the water contact angle increased by 89 %, ice adhesion decreased by 84 %, nucleation delay increased by 67 %, and the nucleation temperature decreased to -19.4 °C. The results of this study demonstrate that laser-structured and hydrophobized surfaces can significantly improve the anti-icing properties of materials. At the same time, it was found that no single surface configuration achieved optimal performance across all evaluated criteria.

Ključne besede:hydrophobic surfaces, wettability, ice adhesion, freezing delay, droplet rebound, ice nucleation temperature

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj