PTFE疏水表面石膏浆滴润湿性及动态特性研究

发布时间：2023-12-02 11:14

　　本课题隶属国家重点研发计划子课题《含细微颗粒和石膏浆滴的复杂多相流在微纳结构表面的运动特征及沉淀机理》,利用微纳结构调控PTFE表面的疏液性,通过对石膏浆滴在PTFE沟槽表面上的撞击、运动、吸附、润湿、铺展等动力学行为特征研究微纳结构对石膏浆滴的润湿特征和动力学行为的影响,探索制备出具有良好疏液性的耐腐蚀的超疏水表面结构的可能性。对促进石膏浆滴的快速脱落,对于防控换热表面或复合膜污染并促进烟气水回收具有重要技术意义。搭建了液滴碰撞实验系统,通过CO₂激光刻蚀在PTFE表面加工出了不同尺寸的沟槽结构制备了PTFE疏水表面。并使用接触角测量仪对PTFE疏水表面进行润湿性分析,对比水和石膏浆滴的静态接触角,发现CO₂激光刻蚀可以有效的提高PTFE表面的疏水性,使得液滴在PTFE疏水表面的接触角达到150°以上。且沟槽结构使得液滴润湿具有明显的各向异性,垂直沟槽方向静态接触角大于平行沟槽方向。石膏浆滴在PTFE疏水表面上也有较高的接触角,其静态润湿特性与水非常接近,表明其表面张力与水相近。通过实验研究了三相接触线的长度和连续性对液滴在沟槽结构疏水表面...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 超疏水表面及应用
        1.2.1 超疏水表面的定义
        1.2.2 超疏水表面的应用
    1.3 润湿性基础理论
        1.3.1 表面自由能理论
        1.3.2 典型的固液接触模型
        1.3.3 滚动角理论
        1.3.4 三相接触线及滚动各向异性
    1.4 疏水表面液滴润湿性及动力学行为研究现状
        1.4.1 液滴润湿性相关研究
        1.4.2 液滴滚动相关研究
        1.4.3 液滴撞击壁面相关研究
    1.5 研究内容及创新点
2 实验装置与PTFE疏水表面制备
    2.1 样件材料与加工设备
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 实验试剂与实验设备
    2.2 实验装置
        2.2.1 接触角测量系统
        2.2.2 液滴碰撞实验系统
    2.3 PTFE疏水表面制备
        2.3.1 PTFE疏水表面微结构加工
        2.3.2 PTFE疏水表面润湿性
    2.4 本章小结
3 倾斜沟槽表面液滴临界滚动角模型
    3.1 倾斜沟槽表面上液滴临界滚动角的计算方法
    3.2 倾斜沟槽表面上液滴临界滚动角的计算
    3.3 石膏浆滴滚动角与水滚动角对比
    3.4 本章小结
4 PTFE疏水表面液滴碰撞实验研究
    4.1 液滴碰撞PTFE疏水表面过程研究
    4.2 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3869552