检索结果-南通市图书馆

Cassie状态到wenzel状态转换的能量分析

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化工学报 2011年第5期62卷 1352-1357页

作者：隋涛汪家道陈大融清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室北京100084

从能量的角度分析了液滴在具有圆柱形阵列的硅片表面上从Cassie状态向wenzel状态转换的条件。通过理论计算得到了液滴在不同参数的圆柱阵列上发生状态转换所需克服的能量势垒与液滴体积之间的关系曲线,并通过实验对体积大于2μl的液滴... 详细信息

从能量的角度分析了液滴在具有圆柱形阵列的硅片表面上从Cassie状态向wenzel状态转换的条件。通过理论计算得到了液滴在不同参数的圆柱阵列上发生状态转换所需克服的能量势垒与液滴体积之间的关系曲线,并通过实验对体积大于2μl的液滴做了验证。实验表明,对于体积大于2μl的液滴可以通过增大液滴重力势能的方式实现从Cassie状态到wenzel状态的转化,也可以保持液滴体积不变,通过增大圆柱阵列的柱间距的方法实现液滴从Cassie状态到wenzel状态的转换。实验结果与理论分析保持一致。

关键词：疏水性接触角 wenzel状态 Cassie状态

凹槽状PDMS基底上水滴的挥发及Cassie-wenzel转变行为

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高等学校化学学报 2015年第7期36卷 1441-1446页

作者：曾蒙蒙朱豫由吉春李勇进杭州师范大学材料与化学化工学院杭州310036

通过在线跟踪水滴在凹槽状聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上的挥发行为,研究了蒸馏水的挥发规律Cassie-wenzel转变行为.结果表明,初始阶段,水滴处于Cassie状态,且在垂直于凹槽方向(V)和平行于凹槽方向(P)上存在显著的各向异性.水滴的挥发过... 详细信息

通过在线跟踪水滴在凹槽状聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上的挥发行为,研究了蒸馏水的挥发规律Cassie-wenzel转变行为.结果表明,初始阶段,水滴处于Cassie状态,且在垂直于凹槽方向(V)和平行于凹槽方向(P)上存在显著的各向异性.水滴的挥发过程依次表现出接触直径不变模式、接触角不变模式及共同减小模式,与平滑基底上水滴的挥发规律类似.在挥发过程中,发生了Cassie-wenzel转变,转变发生的时间与PDMS基底上突起部分的面积分数(即固相率)呈现良好的线性关系.随着挥发的进行,水滴的各向异性在接触角不变模式阶段消失,即挥发导致水滴从开始的椭球缺状变为球缺状.

关键词： wenzel状态 Cassie状态转变挥发聚二甲基硅氧烷基底水滴

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超疏水状态的润湿转变与稳定性测试

物理化学学报 2013年第11期29卷 2459-2464页

作者：黄建业王峰会赵翔张凯西北工业大学工程力学系西安710129

超疏水材料具有自清洁、防水、低粘附等特性,因此具有重要的应用价值.维持超疏水状态的稳定性,避免水侵入到材料表面微结构内部是实现这些特性的基础.本文在水下超疏水界面全反射的基础上,结合真空技术,提出了一种连续、直观的测试方法... 详细信息

超疏水材料具有自清洁、防水、低粘附等特性,因此具有重要的应用价值.维持超疏水状态的稳定性,避免水侵入到材料表面微结构内部是实现这些特性的基础.本文在水下超疏水界面全反射的基础上,结合真空技术,提出了一种连续、直观的测试方法来测试超疏水状态的稳定性,并研究了Cassie-wenzel润湿过渡行为及其临界压力.实验结果表明:对于典型的柱状微凸起结构,Cassie-wenzel润湿转变过程可分为四个阶段:非润湿阶段、主要润湿阶段、强化润湿阶段和完全润湿阶段.主要润湿过程中的临界压力与理论值一致;强化润湿阶段需在较高的压力作用下进行,从而驱动固/液系统过渡到完全润湿阶段.与柱状结构相比,荷叶的乳突状微结构在润湿过程并不存在非润湿阶段,这是因为二者对外部压力的抵抗方式不同所致:柱状微结构通过增大柱子间悬挂液面的曲率来与外部压力建立平衡,而乳突状微结构则通过润湿过程中三相接触线密度的增加来强化毛细作用力,从而与外部压力建立平衡.

关键词：超疏水润湿过渡稳定性全反射 Cassie状态 wenzel状态

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粗糙表面振动液滴的浸润状态转变特性

高校化学工程学报 2015年第1期29卷 58-63页

作者：贾志海雷威贺吉昌蔡泰民上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

利用疏水/超疏水表面获得滴状冷凝进而提高冷凝器传热系数是目前冷凝器强化传热的重要方法。然而,由于冷凝形成的液滴呈黏性极强的wenzel状态,在重力作用下很难脱落,使得冷凝传热性能尤其在低冷凝负荷时并不能得到显著提高。研究表明:... 详细信息

利用疏水/超疏水表面获得滴状冷凝进而提高冷凝器传热系数是目前冷凝器强化传热的重要方法。然而,由于冷凝形成的液滴呈黏性极强的wenzel状态,在重力作用下很难脱落,使得冷凝传热性能尤其在低冷凝负荷时并不能得到显著提高。研究表明:对粗糙表面施加垂直振动,可观察到其表面上液滴浸润状态的转变。今利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻技术制备了方柱状和方孔状粗糙表面,对振动作用下wenzel状态液滴的浸润状态转变特性进行了对比研究。结果表明,在一定的频率和振幅下,微方柱状表面的wenzel状态液滴可以发生向Cassie状态转变,而方孔状表面的液滴则依然保持wenzel状态。分析认为,在振动作用下粗糙表面wenzel液滴能否向Cassie状态转变和其表面微观几何结构密切相关,气液固界面三相接触线的连续性是影响液滴浸润状态转变的重要指标,结合表面物理化学和液滴动力学,建立了物理模型对该现象进行了分析。

关键词：粗糙表面 wenzel状态振动浸润转变

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超疏水表面液滴的冷凝成长特性研究

流体机械 2014年第2期42卷 57-61,13页

作者：贺吉昌贾志海雷威蔡泰民上海理工大学上海200093

利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻技术制备了微方柱状超疏水表面,分析了冷凝条件下超疏水表面液滴的冷凝生长特征,发现液滴的生长过程可分为微液滴成核冷凝独立生长、冷凝微液滴合并生长以及大液滴生长3个阶段。超疏水表面初始... 详细信息

利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻技术制备了微方柱状超疏水表面,分析了冷凝条件下超疏水表面液滴的冷凝生长特征,发现液滴的生长过程可分为微液滴成核冷凝独立生长、冷凝微液滴合并生长以及大液滴生长3个阶段。超疏水表面初始合并的液滴呈wenzel-Cassie状态和wenzel状态,随着冷凝液滴的成长,液滴的液-固接触面积与粗糙结构表面的表观面积之比f随着冷凝液滴尺寸的增大而增大,wenzel-Cassie状态向完全wenzel状态转变。最后分析了超疏水性破坏的原因。

关键词：超疏水表面 wenzel状态 Cassie状态冷凝浸润性

飞秒激光制备YG6硬质合金微织构表面浸润性机理研究

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飞秒激光制备YG6硬质合金微织构表面浸润性机理研究

作者：陈中培湖北工业大学

学位级别：硕士

高速切削中,表面微织构刀具能够提高润滑介质在刀具表面的浸润性,提高润滑效果,减少刀具磨损。本文采用飞秒激光加工硬质合金YG6表面,制备具有不同结构的微凹坑阵列,研究不同参数对微织构形貌的影响规律和表面浸润性机理,具体研究内容... 详细信息

高速切削中,表面微织构刀具能够提高润滑介质在刀具表面的浸润性,提高润滑效果,减少刀具磨损。本文采用飞秒激光加工硬质合金YG6表面,制备具有不同结构的微凹坑阵列,研究不同参数对微织构形貌的影响规律和表面浸润性机理,具体研究内容及结论如下:(1)运用经典损伤阈值计算方法,研究了飞秒激光加工YG6表面的累积效应。结果表明:随着脉冲数增加,YG6表面损伤阈值逐渐降低,呈现明显的累积效应;试验得到多脉冲损伤阈值和损伤直径的表达式,其中累积系数为0.84±0.02,单脉冲损伤阈值为1.14±0.06J/cm。(2)研究飞秒激光不同平均功率、脉冲数和微凹坑间距对锥形微凹坑阵列表面形貌和接触角的影响规律,建立表面几何模型,基于wenzel状态理论分析微凹坑形貌对表面接触角的影响机理。结果表明:随着平均功率和脉冲数的提高,微凹坑直径满足损伤直径表达式,深度呈线性增长后逐渐变缓,表面接触角呈减小趋势;随着微凹坑间距增大,表面接触角逐渐增大。模型分析结果表明:改变平均功率、脉冲数和微凹坑间距条件下,表面接触角与wenzel理论接触角满足同一Slogistic曲线关系,拟合曲线得到接触角方程,方程建立了表面接触角与微凹坑直径、深度和间距之间的定量关系,解释了改变激光平均功率、脉冲数和微凹坑间距时微凹坑形貌对表面接触角的影响规律。(3)研究飞秒激光平均功率和扫描次数对柱形微凹坑形貌的影响,以及微凹坑分布密度和单个微凹坑面积对正方形,圆形,正三角形,正六边形四种柱形微凹坑阵列表面接触角的影响规律,建立表面几何模型,基于wenzel状态理论分析表面形貌对接触角的影响机理。结果表明:平均功率低于200mW微凹坑孔型较好,孔深与扫描次数呈线性关系。四种表面接触角随微凹坑分布密度增大而减小,随单个微凹坑面积增大而增大,且浸润性优劣顺序均为正三角形,正方形,正六边形,圆形。模型分析结果表明,改变微凹坑分布密度和单个微凹坑面积条件下,四种表面接触角与wenzel理论接触角近似满足同一Slogistic曲线关系,通过拟合曲线得到表面接触角方程,方程建立了接触角与微凹坑分布密度和单个微凹坑面积的定量关系,解释了四种表面接触角随微凹坑结构参数的变化趋势以及表面浸润性的优劣关系。

关键词：飞秒激光微织构 YG6硬质合金接触角 wenzel状态

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仿生微结构表面液滴浸润状态转换的理论研究

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