Dieser Artikel verwendet mikroskopische Visualisierungsmethoden, um den Frostbildungsprozess auf drei Arten von Oberflächen experimentell vergleichend zu untersuchen: blankes Aluminium (Kontaktwinkel 78°), hydrophobe (Kontaktwinkel 141°) und hydrophile (Kontaktwinkel 26°) Oberflächen. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 26 % und einer Oberflächentemperatur von -10 ℃ die hydrophobe Oberfläche das Frostsetzen um 29 Minuten gegenüber blankem Aluminium verzögern kann; bei einer Temperatur von -18 ℃ weist die hydrophobe Oberfläche weiterhin eine gute Frosthemmwirkung auf. Nach 1 Stunde beträgt die Frostschichthöhe auf der hydrophoben Oberfläche nur 68 % der Frostschichthöhe auf blankem Aluminium. Bei einer Oberflächentemperatur von -26 ℃ unterscheiden sich die Formen der initialen Frostkristalle auf den drei Oberflächen mit unterschiedlichen Kontaktwinkeln deutlich: Die hydrophobe Oberfläche neigt dazu, dichtere, horizontal wachsende verzweigte Frostkristalle zu bilden, die sich zu lamellarer Form verändern, während die hydrophile Oberfläche dazu neigt, spärliche, vertikal wachsende nadelartige Frostkristalle zu bilden. Mit der Diffusion und Sublimation von Wasserdampf in die Frostkristalle wandeln sich die nadelartigen Frostkristalle von oben nach unten allmählich in lamellare Frostkristalle um.

Frostbildung;relative Luftfeuchtigkeit;Gefrieren;initiale Frostkristalle