超疏水表面微结构对液滴碰撞动力学影响的研究

发布时间：2021-02-10 00:13

　　润湿性是固体材料的重要特征之一,表征材料的表面物理化学性质,采用测量液滴在固体表面上的稳态接触角来衡量。通常认为,稳态接触角大于150°的表面为超疏水表面。液滴在超疏水表面的碰撞被广泛地应用于自清洁、防结冰、防腐蚀、血液分析以及雨水径流积蓄等方面,且受温度、压强、液体表面张力等诸多因素的影响。针对当前研究现状,本文通过在不同结构参数的微柱表面上修饰低表面能的纳米颗粒来制备微结构超疏水表面,并在这些表面上进行液滴撞击实验,研究分析表面的具体微结构对液滴碰撞动力学的影响。研究表明,在液滴撞击微结构超疏水表面时,表面的微结构会增大液体与表面间的粘附力及液滴碰撞过程中的能量耗散。在此基础上,对液滴撞击微结构超疏水表面的单次弹跳过程进行研究发现,液滴撞击不同的微结构表面后均会出现沉积、完全反弹和飞溅现象,但表面的微结构会影响液滴发生完全反弹及飞溅现象的临界速度。同时,超疏水表面的微结构可以改变液滴碰撞动力学过程中的回缩过程,增大粘附能和粘性耗散,减小能量恢复系数,并增大液滴的回缩时间。此外,在液滴的铺展过程中,影响液滴最大铺展系数和铺展时间的关键因素在于撞击速度,即惯性力主导了液滴在固体表面上的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 超疏水表面
        1.2.1 超疏水表面的机理
        1.2.2 超疏水表面的制备方法
    1.3 超疏水表面上液滴碰撞的研究
    1.4 本文主要研究内容
第二章 超疏水表面制备及表征
    2.1 实验准备
    2.2 实验方法与设计
    2.3 超疏水表面制备
        2.3.1 微纳双结构超疏水表面制备
        2.3.2 纳米单结构表面超疏水表面制备
    2.4 微观形貌表征
    2.5 润湿性表征
    2.6 本章小结
第三章 液滴与超疏水表面间的粘附力测试
    3.1 实验准备
    3.2 液滴与超疏水表面间的粘附力测试
        3.2.1 测试原理
        3.2.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 液滴撞击超疏水表面
    4.1 实验准备
    4.2 液滴撞击实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 液滴碰撞现象
        4.3.2 液滴铺展过程
        4.3.3 能量恢复系数
        4.3.4 接触时间、铺展时间和回缩时间
        4.3.5 多次弹跳过程
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要工作与结论
    5.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3026463