液滴在固体表面的接触线区域实验观测

发布时间：2021-07-20 23:36

　　本文利用原子力显微镜的力曲线和线扫描模式研究了非蒸发或蒸发的不同浸润性液滴的前进接触线区域纳米结构。实验结果表明,完全浸润时,非蒸发或蒸发液滴前进接触线是平滑过渡至前驱液膜。所测部分浸润液滴,前进接触线上呈现一个纳米凸起结构,其中,非蒸发的液滴不存在前驱液膜,而蒸发液滴有前驱液膜。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图１实验中光学显微镜下液滴三相接触线区域原子力显微镜探??针扫描路径示意图（俯视图）??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｔｏｍｉｃ??

光学显微镜下液滴三相接触线区域原子力显微镜探??针扫描路径示意图（俯视图）??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｔｏｍｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?ｐｒｏｂｅ?ｎｅａｒ?ｔｈｅ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｚｏｎｅ??ｕｎｄｅｒ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?（ｔｏｐ?ｖｉｅｗ）??２实验结果和分析??２．１非蒸发液体??如图２所示，非蒸发的完全浸润（静态接触角为??〇：°）液滴硅油在硅片表面铺展时，针尖从接触线前端??８．２５?８．３０?８．３５?８．４０?８．８０?８．８５?８．９０?８．９５?９．００?９．０５?９．１０?９．１５?９．２０?９．２５?９．３０?９．３５??位移／ｐｍ?位移／哗位移／ｊｉｍ?位移／ｊｉｍ??（ａ）?２５０?ｊｘｍ?（ｂ）?１５０?｜Ｘｍ?（ｃ）?１２０?｜ｉｍ?（ｄ）?７５?ｐｍ??图２硅油在硅片表面铺展时（静态接触角为０°），针尖从接触线前端（２５０?ｐｍ）逐渐接近接触线处所做的力曲线结果。在距离接触线??１５０?ｐｍ的力曲线回针阶段崩离点之后呈现有向水平方向倾斜延长部分的偏移量变化，此为前驱液膜存在的证据，??且越接近接触线处前驱液膜越厚??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｇｒａｄｕａｌｌｙ?ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｆｒｏｍ?２５０?ｍｉｃｒｏｎｓ?ａｗａｙ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｏｆ??ｓｉｌｉｃｏｎｅ?ｏｉｌ?ｓ

１２期??刘乔等：液滴在固体表面的接触线区域实验观测??３０７９??３．１５?３．２０?３．２５?３．３０?３．１５?３．２０?３．２５?３．３０??位移／ｐｍ?位移／卿??（ａ）?２００?（Ｊ．ｍ?（ｂ）?１００?＼ｘｍ??３５?３．２０?３．２５?３．３０?３．３５??位移／ｐｍ??（ｄ）?０．１?｜ｉｍ??图３聚丙二醇２０００在硅片表面铺展时（静态接触角为１８°），针尖从接触线前端（２００?ｐｍ）逐渐接近接触线处所做的力曲线结果。??力曲线回针阶段在崩离点之后始终呈现垂直回到水平偏移量，与在洁净固体基底上的力曲线形貌一样，此结果表明不存在前驱液膜??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｇｒａｄｕａｌｌｙ?ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｆｒｏｍ?２００?ｍｉｃｒｏｎｓ?ａｗａｙ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｏｆ??ＰＰＧ２０００?ｓｐｒｅａｄｉｎｇ?ｏｎ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｗａｆｅｒ?（ｓｔａｔｉｃ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅ?１８°）．?Ｔｈｅ?ｐｕｌｌ－ｏｆｆ?ｐｏｉｎｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅｔｒａｃｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｓｈｏｗｅｄ?ａ?ｖｅｒｔｉｃａｌ??ｒｅｔｕｒｎ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｏｆｆｓｅｔ，?ｗｈｉｃｈ?ｉｓ?ｓａｍｅ?ａｓ?ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｎ?ｃｌｅａｎ?ｓｏｌｉｄ?ｓｕｒｆａｃｅ．?Ｔｈｅｒｅ?ｉｓ?ｎｏ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ?ｌｉｑｕｉｄ??ｆｉｌｍ?ａｔ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｒｅｇｉｏｎ??０??－３??－６??逐渐接近接触线处所做的力曲线结果。针尖从距离??接触线


本文编号：3293833