一家除冰系统制造商提出了将主动除冰系统与易于脱冰的涂层相结合的想法。飞机前缘结冰是一种常见的航空危险，在多年来造成人员死亡和飞机损毁的几起灾难性事故中发挥了关键作用。所有商用飞机都有内置的防冰系统，可以是热、热机械、机电或气动系统。除冰设备的一个常见问题是它们消耗大量电力。飞机通常希望降低功耗，随着电池驱动飞机的出现，降低功耗的机制或功能变得至关重要。降低功率的方面也与电池供电的无人机有关。应用与主动除冰装置协同作用的被动防冰涂层是一种有吸引力的方法。其优点是降低了功耗，提高了机械部件的使用寿命，更轻的电子设备，并在有源设备故障时提供额外的保护。
NEI公司的工程师和科学家面临的挑战是开发和演示一种具有持久抗冰性能和令人满意的耐磨性和耐腐蚀性的涂层。更重要的是，它需要在改装现役飞机时具有实用性，同时也需要被原始设备制造商使用。为了满足这一需求，NEI开发了NANOMYTE®SuperAi™涂层技术具有以下特点:
- 表面极润滑;
- 卓越的冰粘减系数;
- 涂层薄(<1 mil或25微米)，提供轻量解决方案;
- 持久的抗冰性能，适合永久使用;
- 室温固化;
- 喷涂、浸渍或刷刷即可轻松使用。
SuperAi涂层的开发是在与一家大型低功耗冰保护系统制造商的工程师进行了多次讨论后开始的。他们让我们注意到应用于除冰系统的防冰涂层的两个基本技术要求，即低冰附着力和持久的抗冰性能。我们在NEI的实验室进行了广泛的实验，并在结冰风洞设施中使用原型除冰设备进行了反复测试，从而证明了这两种属性。在NEI进行的冰粘附测量得到了宾夕法尼亚州立大学不利环境转子试验台(AERTS)设施所做的工作的证实，该设施反复表明，superai涂层铝基板的冰粘附强度低至~1.8 psi，与未涂层抛光铝基板相比降低了80%。图1显示了当从superai涂层衬底上拔出冰柱时，纯粘接失效。相比之下，对于未涂层的铝基板，可以看到冰的内聚失效。
为了证明使用SuperAi的除冰设备的除冰效率得到了提高，我们在合作伙伴的设施中，在模拟飞行结冰条件下，在结冰隧道中测试了机电和热机械排冰系统的涂层原型。图2显示了superai涂层前缘与热机械排冰除冰系统的组装。我们多次证明，使用新开发的防冰涂层可以提高除冰效率，并将主动除冰系统的功耗降低45-70%(图3)。
耐磨性对于有针对性的应用非常重要。图4显示，经过200次Taber磨损循环后，SuperAi涂层在磨损轨道上几乎没有划伤。注意CS-10F Calibrase®试验中所用的砂轮是由粘结剂和磨料颗粒组成，如氧化铝和碳化硅。测试条件模拟正常的使用磨损。此外，磨损轨道上的接触角被测量为103(相对于未磨损的新鲜表面的105)，表明表面的疏水性受磨损的影响最小。磨损轨道上的冰粘附测量表明，涂层在200次Taber磨损循环后仍然保持高度的疏冰性(图5)。
用于飞机的防冰涂层的其他重要方面包括其抗雨水侵蚀、耐化学和溶剂、抗结冰-除冰循环和耐候性的能力。通过各种耐久性测试对这些方面进行了研究。从图5可以看出，SuperAi涂层能够经受住反复的结冰-除冰循环。在航空燃料Skydrol中浸泡后，冰的附着力几乎没有变化®(一种航空液压油)，和水延长一段时间。此外，冰的粘附强度受磨损、高压功率清洗和UV-Con曝光的影响最小。
总而言之，我们能够通过有纪律的和集中的产品开发工作来解决行业中的一个重要需求。这里介绍的案例研究代表了我们为解决问题或抓住机会而进行的应用驱动涂料开发工作。我们直接与客户合作，寻求开发、演示和实施解决方案。
作者附言:
NEI公司非常注意保持其客户信息的机密性，即使没有保密协议。有关客户的具体和敏感信息被扣留。
