硅橡膠具有良好的絕熱絕緣性、耐腐蝕、耐污穢、抗震等特點，因其特性和便于加工等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、汽車及電力電子等領(lǐng)域。
隨其應(yīng)用不斷增加，很多工況下硅橡膠部件需要具備良好的疏水性，其中對于輸電線路中的復合絕緣子，具有良好疏水性的部件可減少發(fā)生表面積污閃絡(luò)及覆冰閃絡(luò)故障。故對織構(gòu)參數(shù)及液滴在織構(gòu)表面彈跳性能的研究具有重要意義。
來自三峽大學水電機械設(shè)備設(shè)計與維護湖北省重點實驗室暨河南科技大學軸承摩擦學技術(shù)與應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程實驗室的趙美云博士及其科研團隊，采用千眼狼高速攝影等技術(shù)，研究基于按不同超疏水織構(gòu)設(shè)計加工的復合絕緣子硅橡膠表面對于疏水性能的影響機理。
試驗過程和試驗結(jié)果
1、先用激光雕刻機在復合絕緣子硅橡膠樣品表面加工不同類型不同尺寸的織構(gòu)，選取方柱、方孔、圓孔、橫向槽、波紋槽、菱柱為表面織構(gòu)形狀(如圖1)。
圖1 表面織構(gòu)模型
2、采用超景深三維顯微系統(tǒng)、接觸角測量儀等儀器確定*的織構(gòu)高度、尺寸、間距參數(shù)(更多詳情請見《中國表面工程》2019年01期)。
3、采用千眼狼高速攝像機系統(tǒng)拍攝記錄水滴從距離表面 15 cm處自由降落于原始無織構(gòu)及幾種*參數(shù)織構(gòu)表面的過程(如圖2)，以觀測液滴在織構(gòu)表面的彈跳性，進而推測出液滴與表面織構(gòu)的粘附程度。
圖2 液滴落在原始及*參數(shù)織構(gòu)化表面過程的高速圖像
由第一序列圖像(a)可知，液滴落在無織構(gòu)原始表面，從表面鋪開，后有向上彈起趨勢，但沒有離開表面，幾次震蕩后在表面形成一個半球，說明液滴與表面的粘附力很大；序列圖像(b)-(e)顯示，液滴落在其他織構(gòu)化表面時，碰撞后在表面鋪展，由于液體表面張力的作用重新聚集，并且有向上濺射的趨勢，經(jīng)過幾次振蕩后形成近似球形，在波紋槽及菱形織構(gòu)表面，經(jīng)幾次彈跳后，終以球狀停留在表面，且液滴在菱形織構(gòu)表面上彈起次數(shù)多，高度zui高，詳見序列圖像(e)，說明菱柱織構(gòu)硅橡膠表面粘附力小，疏水性能*。
上述研究成果表明，菱柱織構(gòu)是*的疏水表面織構(gòu)。液滴在菱柱織構(gòu)表面彈起高度zui高且次數(shù)多，有利于減少覆冰。研究成果對設(shè)計具有疏水防冰功能的新型絕緣子，避免重大冰災事故的發(fā)生具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。
