本书面向电力系统防覆冰、自清洁、透光性等功能的需求，针对涂层材料耐磨性差、各性能之间难以有效协调的技术难题，从材料优化和结构调控两方面进行研究，显著提升了涂层的耐磨性，实现了超疏水/电热、超疏水/透明等多性能的协同优化，推动了超疏水材料在电力系统中的应用研究。本书是作者根据多年从事功能纳米材料科研的成果撰写的，论述了超疏水自清洁材料在电力系统中的应用、超疏水防冰涂层在电力系统中的应用、超疏水防腐蚀材料在电力系统中的应用、超疏水储能材料在电力系统中的最新应用等。
本书可供高等院校电气、材料、机械等相关专业师生使用，为其从事相关教学和科学研究提供有益的参考，也可供电力系统等领域的工程技术人员阅读。
王鹏，华北电力大学，副教授，王鹏，男，华北电力大学副教授。攻读博士学位期间以及工作后一直从事功能化微纳米材料的构筑、机理分析及其性能评价方面的研究，尤其是对微纳米结构的构筑和氟化改性进行了大量的研究工作，积累了丰富的研究经验。入职华电以后，依托于河北省输变电设备安全防御实验室，开展电力装备防护与绝缘失效机制的研究工作。近年来，以将超疏水材料应用于电力系统外绝缘为切入点，实验与理论相结合，取得了一系列创新性成果。近5年，以一作在SCI收录期刊上发表论文15篇(在top期刊发表论文7篇，包括Composites Science and Technology、Journal of Materials Chemistry A、Chemical Engineering Journal等)。作为项目负责人，主持国家自然科学基金面上项目《二维氧化镁微纳结构的可控制备及其超疏水绝缘子防治绿藻附生的研究》(51977079)，国家自然青年科学基金《石墨烯半导体超疏水涂层的构筑及其绝缘子防覆冰性能研究》(51607067，获评基金委电工学科结题项目)，河北省自然科学青年基金项目等多项基金。2017年，先后入选中国电机工程学会青年人才托举工程和河北省“三三三”人才工程。
第1章 超疏水材料的制备及应用概述001
1.1 超疏水材料的起源 001
1.2 表面润湿性理论 002
1.2.1 接触角和滚动角 002
1.2.2 基本润湿性理论模型 002
1.3 超疏水制备方法 005
1.3.1 仿生学建构超疏水表面 005
1.3.2 刻蚀光刻法 006
1.3.3 溶胶-凝胶法 008
1.3.4 化学气相沉积法 008
1.3.5 喷涂法 009
1.3.6 其他方法 011
1.4 超疏水材料在电力系统的应用前景 011
1.4.1 自清洁 011
1.4.2 除冰 012
1.4.3 防腐蚀 013
1.4.4 储能 014
1.5 自修复超疏水材料研究进展 014
1.5.1 迁移补给低表面能物质的自修复超疏水体系 015
1.5.2 人工干预诱导自修复 016
1.5.3 外界环境自发诱导自修复 018
1.5.4 重构粗糙结构的自修复超疏水体系 020
1.6 本书的意义及主要内容 022
1.6.1 本书的意义 022
1.6.2 主要内容 022
参考文献 025
第2章 超疏水自清洁材料在电力系统中的应用030
2.1 用于太阳能电池板自清洁的透明超疏水涂层 030
2.1.1 概述 030
2.1.2 实验部分 031
2.1.3 结果与讨论 032
2.1.4 本节小结 038
2.2 应用于绝缘子防污闪的耐磨超疏水材料 038
2.2.1 研究背景 038
2.2.2 技术方案 039
2.2.3 超疏水表面的构筑 041
2.2.4 超疏水表面的表征 044
2.2.5 创新特色 049
2.2.6 应用及其前景 050
参考文献 050
第3章 超疏水防冰涂层在电力系统中的应用054
3.1 基于石墨烯的超疏水电热协同作用防冰策略 054
3.1.1 概述 054
3.1.2 实验步骤 055
3.1.3 结果与讨论 056
3.1.4 本节小结 062
3.2 具有自修复性的超疏水电热光热协同防冰策略 062
3.2.1 概述 062
3.2.2 材料与实验方法 063
3.2.3 结果与讨论 065
3.2.4 本节小结 073
3.3 采用被动防冰策略的极低覆冰黏附力超疏水网的制备 074
3.3.1 概述 074
3.3.2 实验与材料 075
3.3.3 结果与讨论 076
3.3.4 本节小结 083
3.4 主被动防冰策略下光热超疏水协同作用低覆冰黏附力网 083
3.4.1 概述 083
3.4.2 实验与材料 085
3.4.3 结果与讨论 086
3.4.4 本节小结 092
3.5 基于蜡烛灰的光热除冰自修复超疏水涂层 092
3.5.1 概述 092
3.5.2 材料与实验方法 093
3.5.3 结果与讨论 094
3.5.4 本节小结 099
参考文献 100
第4章 超疏水防腐蚀材料在电力系统中的应用105
4.1 基于自制石墨烯构筑超疏水防腐蚀涂层 105
4.1.1 概述 105
4.1.2 实验步骤 106
4.1.3 结果与讨论 107
4.1.4 本节小结 110
4.2 超耐磨石墨烯超疏水材料的制备 110
4.2.1 概述 110
4.2.2 实验方法 112
4.2.3 结果与讨论 113
4.2.4 本节小结 126
4.3 超疏水防腐蚀钢表面的制备 127
4.3.1 概述 127
4.3.2 实验方法 128
4.3.3 结果与讨论 129
4.3.4 本节小结 134
4.4 多重氟化硅橡胶碳纳米管超疏水涂层的制备 134
4.4.1 概述 134
4.4.2 实验原料 135
4.4.3 实验过程 135
4.4.4 结果与讨论 136
4.5 自修复超疏水防腐蚀涂层的制备 152
4.5.1 概述 152
4.5.2 材料与实验方法 153
4.5.3 测试及表征 154
4.5.4 结果与讨论 155
4.5.5 本节小结 161
参考文献 161
第5章 超疏水储能材料在电力系统中的应用166
5.1 超疏水柔性超级电容器的制备与研究 166
5.1.1 概述 166
5.1.2 自修复、超疏水柔性超级电容器的制备与测量方法 167
5.1.3 结果与讨论 169
5.1.4 本节小结 176
5.2 镍钴碳协同作用下的柔性超级电容器 177
5.2.1 概述 177
5.2.2 柔性超级电容器的制备方案与测试方法 177
5.2.3 结果与讨论 179
5.2.4 本节小结 187
参考文献 187
书单推荐
