铝及高聚物表面冷凝微滴自驱离功能膜研究

发布时间：2019-10-18 13:04

【摘要】：当常温水蒸气遇到低温基底时,易凝结成液滴,这种现象称为冷凝。冷凝是工业生产中常见的一种现象,但冷凝液滴长期附着在设备材料表面易引起材料表面的腐蚀、电子器件短路、换热器表面热阻增大,传热效率降低等问题,也严重影响了工业生产效率及设备稳定性。因此,设计出具有冷凝微滴自驱离性能的纳米结构表面就成为亟待解决的问题。本论文针对聚碳酸酯及铝材开展了冷凝微滴自驱离表面的制备及相关性能研究。(1)采用纳米压印的方法将渐变孔氧化铝模板的结构复制到聚碳酸酯表面,讨论了聚碳酸酯纳米乳突在氢氧化钠溶液中随腐蚀时间的结构形貌的变化,确定最佳腐蚀时间为110 min,得到顶端直径约为25nm的聚碳酸酯纳米锥表面。聚碳酸酯纳米锥表面再经过疏水化处理后,微滴融合后可弹离表面,表现出优异的冷凝微滴自驱离性能。(2)采用简单快速的一步变电压电化学阳极氧化法在铝箔表面原位构筑氧化铝棒孔复合纳米阵列结构。通过反应过程中对反应时间、电解液温度、电解液浓度、起始电压、升压速率的调控,讨论了各实验参数对表面形貌及性能的影响,实现了对棒孔复合纳米阵列结构参数的调控。该表面经过疏水化处理后,在低温高湿环境下,冷凝微液滴融合后借助过剩的表面能可以迅速弹离材料表面,具有优异的冷凝微滴自驱离性能。进一步将该制备方法扩展到空调铝翅片上,得到了相似的纳米结构。经模拟空调工作环境冷凝实验,疏水化的铝翅片上微滴融合后弹离翅片表面,具有优异的冷凝微滴自驱离性能和湿气自清洁功能。
【图文】：

接触角,液滴,粗糖,结构表面

液滴与粗糖结构表面的接触面积较大，融合后的液滴黏在表面而无法脱离。逡逑ｒｉｉｉｊｉ．ｎｉｉｒｉｉｉｉｉ邋ｐｌｆｃｉ逡逑图１－２冷凝液滴在粗趋表面上的两种模型：Ｗｅｎｚｅｌ志（左）；Ｃａｓｓｉｅ态（右）逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｗｏ邋ｍｏｄｅｌｓ邋ｏｆ邋Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ邋ｄｒｏｐｌｅｔｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｒｏｕｇｈ邋ｓｕｒｆａｃｅ：邋Ｗｅｎｚｅｌ邋ｓｔａｔｅ邋（ｌｅｆｔ）；邋Ｃａｓｓｉｅ邋ｓｔａｔｅ邋（ｒｉｇｈｔ）逡逑２逡逑

冷凝液,模型,接触角,粗糖

逦－是逡逑图１－１接触角的定义模型逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋化６邋ｃｏｎｔａｃｔ邋Ａｎｇｌｅ逡逑然而，，人们现实生活中所用到的材料并不是理想表面。为化Ｗｅｎｚｅｌ＾引入了表面逡逑粗i硕壤葱拚钍辖哟ソ牵纱硕玫降闹导次砉劢哟ソ恰Ｍ迹欤玻幔┲形哟ソ墙箦义夏Ｊ剑矗ⅲ祝澹睿澹欤⑻Ｐ汀Ｒ旱未τ冢ⅲ祝澹睿澹欤⑻峤蟮浇峁鼓诓俊Ｋ婧螅茫幔螅螅椋邋义虾停拢幔簦澹蛱岢隽艘禾逋耆唤蠊烫灞砻娼峁鼓诓康墓蹋旌舷嗟模ⅲ茫幔螅螅椋澹⑻Ｐ停义铣晌怪砻娼峁估词迪殖杷缑娴睦砺刍　Ｓ捎诶淠奈⒁旱文芄唤蟮酱謣|结逡逑构表面的内部，从而破坏了粗糖结构内部原有的空气层。因此，微液滴融合后形成的大逡逑液滴与粗糖结构表面的接触面积较大，融合后的液滴黏在表面而无法脱离。逡逑ｒｉｉｉｊｉ．ｎｉｉｒｉｉｉｉｉ邋ｐｌｆｃｉ逡逑图１－２冷凝液滴在粗趋表面上的两种模型：Ｗｅｎｚｅｌ志（
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB306

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