固体表面积冰是一种常见的自然现象,在航天航空、交通运输等方面均造成不良影响。目前,疏水/超疏水涂层凭借优异的延迟结冰特性和快速除冰特性已成为防覆冰领域最活跃的研究主题之一。然而,超低温状态下防覆冰性失效以及机械破坏下除冰性和耐久性不足的问题极大地限制了涂层的发展和应用。在本课题中,首先开展疏水纳米颗粒-润滑脂复合涂层的超低温除冰性研究,以解决超低温-100℃下除冰难的问题;其次,通过复配有机硅陶瓷涂层的制备及其粒径细化研究来有效提高涂层的除冰性和耐久性。主要研究内容如下:通过将7015高低温润滑脂与疏水亲油性纳米颗粒有机结合,并采用刷涂、滚涂等规模化制备工艺获得具备优异疏水亲油性的润滑脂复合涂层。其中,合理粉/脂质量比（疏水亲油性纳米颗粒:7015高低温润滑脂）为2.5:100。涂层在-20℃条件下冰剪切强度为7.6 KPa;在-100℃条件下冰剪切强度为24.9 KPa,该结果甚至优于已报道的界面注入乙醇涂层在-60℃下的冰剪切强度。此外,无论在-20℃还是-100℃条件下,该涂层均具备优异的抗结霜性能。通过控制变量法对有机硅陶瓷涂层进行除冰性和耐久性强化研究。试验表明,按高度交联陶瓷涂料:高浓度超疏水纳米涂料=1:1的体积比复配后制备得到的涂层具备优异的除冰性和耐久性。在1000 g负载下试验机摩擦300次后,冰剪切强度为29.6 KPa,满足磨耗后除冰性能的要求。此外,在700次手指摩擦和26次结冰/除冰循环的协同破坏下,涂层的冰剪切强度依旧可以保持25.5 KPa。更重要的是,通过对各阶段涂层除冰测试结果分析后发现,有机硅陶瓷涂层具备优异除冰性应同时满足两个条件:粗糙度Ra小于50 nm且接触角大于135°,这为防覆冰涂层的研究提供了理论指导和设计思路。通过溶胶凝胶法制备得到酸性超疏水纳米涂料。在pH为3的醋酸体系中,9 nm球状硅溶胶和15 nm珍珠链状硅溶胶级配制得的涂层具备优异的超疏水性。按高度交联陶瓷涂料:级配颗粒酸性高浓度超疏水纳米涂料=1:1的体积比复配后制备得到有机硅陶瓷涂层,其除冰性和耐久性进一步提升。在1000 g负载下试验机摩擦700次后冰剪切强度为31.1 KPa;在250g负载下磨耗仪磨耗60圈后冰剪切强度为28.4 KPa,满足磨耗后除冰性能的要求。此外,复配后的涂层具备优异的低温环境稳定性。在-10℃条件下,表面液滴2663 s内不结冰,从结冰开始历经98 s才完全结冰;在-20℃条件下,涂层具备优异的抗结霜性能;在2℃条件下,涂层具备优异的抗结露性能。