石墨烯涂层对直升机旋翼防/除冰组件传热的影响

来源期刊：复合材料学报2021年第1期

论文作者：陈龙 刘慧 张一术

文章页码：239 - 245

关键词：石墨烯涂层;传热;防/除冰;喷涂;复合材料;

摘    要：采用水性和油性石墨烯涂层对复合材料防/除冰组件进行测温及防/除冰实验。针对直升机旋翼对结冰的敏感等特点,提出了旋翼防/除冰组件包铁表面涂覆石墨烯涂层改性传热性能的方法,从而提高旋翼防/除冰组件除冰效率。为验证石墨烯涂层对防/除冰组件传热效率具有显著的提高作用,采用搭建的除冰实验平台并对涂覆的旋翼防/除冰组件进行传热实验及除冰实验。结果表明,石墨烯涂层对提高防/除冰组件的传热性能具有显著作用。同时,采用油性石墨烯涂层和水性石墨烯涂层分别进行传热测试,研究表明油性石墨烯涂层升温速率高于水性石墨烯涂层,且油性石墨烯涂层平均传热速率为0.021℃/s,瞬时最大传热速率为0.083℃/s,均高于水性石墨烯涂层,说明油性石墨烯涂层的防/除冰效果优于水性石墨烯。最后,通过改变喷涂工艺控制石墨烯涂层厚度进行研究,研究发现随着石墨烯涂层厚度的增加,涂层的导热系数逐渐减小,该实验结果验证了Balandin等推导的热导率公式中石墨烯热导率与片层厚度之间的反比例关系。