铝合金表面各向异性∧型条纹的疏水性

条纹表面不仅可用于物体表面的散热、疏水,还可用于各类航行体表面的减阻。在亲水性金属表面直接构造出疏水条纹表面的研究较少。采用电脑精雕工艺,在亲水性LY12铝合金表面加工了间距等于槽深、几何尺寸分别为0．15mm和0．2mm的单向平行∧型条纹。条纹与其表面不规则粗糙结构共同构成了类荷叶表面的双重微结构。采用座滴法在光学显微镜下测试了条纹表面的疏水性。实验得出,淡水在间距为0．15mm的∧型条纹表面的正／侧面表观接触角为111±2°／85±2°,相应地0．2mm∧型条纹为133±2°／77±2°;盐水在间距为0．2mm的∧型条纹表面的正／侧面表观接触角为139±2°／92±2°。解释了条纹表面液滴呈半椭球状,液滴的接触存在各向异性的现象。     

聚丙烯中空纤维膜疏水性能测试方法研究

采用切线法测量聚丙烯中空纤维膜的静态接触角,考察实验条件如平衡时间、滴液体积以及环境温湿度对膜接触角的影响,根据相对标准偏差确定接触角测试条件.在此基础上,采用原子力显微镜进行膜表面形貌表征,测量并比较聚丙烯初生纤维和商品膜的接触角,分析表面粗糙度对膜疏水性能的影响.结果表明,当液滴体积小于0.1μL,避免了液滴重力对接触角的影响,环境温湿度和平衡时间是影响测量结果的主要因素.规则的微孔结构使膜表面粗糙度增大,形成毛细效应,有效阻止了液滴铺展和滑移,膜疏水性能显著提高.当液滴体积为0.04μL,环境温度为(20±2)℃,湿度为(25±4)%~(65±4)%,液滴平衡时间为15s,膜接触角为111.2°~107.8°,相对标准偏差小于5%.     

激光微加工技术制备浸润性可控聚四氟乙烯超疏水表面EI北大核心CSCD

使用CO_2激光器对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行微加工,通过设计需要加工的图案,对加工间距、功率和加工次数等参数的控制,能获得浸润性可控的超疏水表面。扫描电子显微镜和接触角测量用于表征表面形貌结构和润湿性。研究了激光不同加工间距、不同加工功率及不同加工次数对表面浸润性和表面形貌的影响。结果表明,制备的超疏水表面各向异性程度随着条纹间距的增大而增大,使用不同的功率加工5次可实现相同的各向同性结构,相同条件下加工4次可以实现各向异性向各向同性的转变。CO_2激光微加工技术可用于大规模加工制备超疏水表面,进而用于微流控器件、定向集水及减阻、实验室芯片系统等领域。     

激光微加工技术制备浸润性可控聚四氟乙烯超疏水表面

使用CO_2激光器对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行微加工,通过设计需要加工的图案,对加工间距、功率和加工次数等参数的控制,能获得浸润性可控的超疏水表面。扫描电子显微镜和接触角测量用于表征表面形貌结构和润湿性。研究了激光不同加工间距、不同加工功率及不同加工次数对表面浸润性和表面形貌的影响。结果表明,制备的超疏水表面各向异性程度随着条纹间距的增大而增大,使用不同的功率加工5次可实现相同的各向同性结构,相同条件下加工4次可以实现各向异性向各向同性的转变。CO_2激光微加工技术可用于大规模加工制备超疏水表面,进而用于微流控器件、定向集水及减阻、实验室芯片系统等领域。     

接触角和质量分数对液滴冻结过程的影响

本文通过Fluent软件的凝固/熔化模型,模拟了接触角及质量分数对纯水和氯化钠溶液在冷表面冻结过程的影响,选择铜片为亲水表面,纳米膜表面为疏水表面,对液滴在不同表面特性条件下的冻结过程进行实验研究.结果表明:液滴在冷表面的冻结特性与接触角、质量分数有关.当溶液质量分数一定时,接触角越小,液滴冻结速度越快,完全冻结时间越...     

微观结构表面接触角模型及其润湿性

润湿性是固体表面的重要性质之一,固液界面润湿性与表面微观结构、界面能等有关.研究了微观结构固体表面固液界面润湿性以及界面能、液滴重力、微观结构参数对润湿性的影响.分析表明,Young、Wenzel、Cassie、Cassie-Baxter等4种接触角模型分别把固体表面看成光滑、粗糙(液滴完全填满)、粗糙(液滴不填充)以及粗糙(液滴部分填充),后3种模型可用于实际固体表面,并可在3种状态下实现转换.设计了方柱凹坑、圆柱凹坑等微观结构表面,调控横径比、纵径比、深径比等微观结构参数,可以改变固液界面润湿性.研究发现,液滴重力对表面接触角存在稍许影响,界面能的大小决定着材料表面的疏/亲水性.     

非晶型超疏水和超亲水TiO2薄膜的制备与表征

通过溶胶-凝胶法, 以载玻片为基底制得非晶型纳米TiO₂薄膜, 用SEM、 XPS、 XRD和接触角测量仪研究了薄膜的微观形貌、 表面元素、 晶型结构及薄膜的疏水性, 用Wenzel、 Cassie 理论对纳米TiO₂薄膜的润湿性进行了理论分析。结果表明, 经紫外光照射16 h后, 薄膜表面由超疏水性变为超亲水性, 接触角接近0°。薄膜表面合适的粗糙度和低表面能材料表面修饰的协同作用使其表现出良好的超疏水性。     

超疏水表面融霜演化行为及排液特性

及时脱除热力除霜后冷表面残留液滴,可以延缓二次结霜。本文对室温环境下超疏水表面融霜演化行为进行了微观可视化观测,对比分析了表面倾角对裸铝表面(接触角88. 0°)及超疏水表面(接触角151. 1°)融霜排液的影响。实验结果表明,水平超疏水表面融霜过程存在单液膜卷曲收缩及多液滴合并两种行为,较大的静态接触角及较小的接触角滞后是促使多液滴合并的主要原因。与倾斜裸表面融霜过程存在大量残留液滴不同,超疏水表面融霜液可实现自排除;当表面倾角>30°时,超疏水表面排液率可达90%以上。结合表面润湿特性及表面倾角推导出表面液滴临界脱落半径,与实验结果吻合较好。     

外加电压对明胶膜液荷电与润湿性能的影响及其预测模型

目的 探究不同荷质比明胶溶液的润湿性能,并建立预测模型。方法 以明胶可食涂膜为研究对象,利用感应荷电施加外源静电场以改善膜液润湿性能,探究电场电压对明胶液滴荷质比与表面张力,以及液滴在疏水表面接触角的影响,并通过机器学习建立荷质比与表面张力/接触角之间预测模型。结果 随着电压升高,明胶液滴荷质比不断增大,且仅以司盘20为表面活性剂（tw0组）时液滴具有最高的荷质比（-50 nC/g）。在0～7 kV内,明胶液滴的表面张力随电压升高从35.99～40.65 mN/m降至31.38～35.65 mN/m,其中tw0组表面张力下降最为明显。明胶液滴在石蜡表面的接触角也随电压升高而减小,在表面活性剂吐温20与司盘20质量比为1∶1时具有最小值,即电压7 kV时接触角为64.99°。深度神经网络预测模型决定系数接近于1,均方误差小于0.08,平均绝对误差小于0.15,具有最好的预测效果。结论 静电喷涂能够有效改善膜液在食品表面的润湿性能,利用深度神经网络能够建立膜液液滴荷质比与表面张力/接触角的良好预测模型。     

疏水/超疏水硅表面的制备及液滴的运动特性

以硅为基底,采用反应离子刻蚀技术和自组装技术制备疏水/超疏水表面,测量各表面的静态接触角和滚动角,借助高速摄像系统分析液滴滴落到不同硅表面的运动特性。结果表明,微柱高度不同,接触角随微柱间距的变化规律不同;滚动角随微柱高度的增加而增大,随微柱间距的增加而减小。对于液滴在其上能够发生滚动的硅表面,当水平放置时,液滴滴落后,铺展系数和回弹系数均随着跳动次数的增加逐渐减小,且滚动角越大,其减小速度越快;当硅表面倾斜放置时,若倾斜角小于滚动角,液滴滴落后的跳动距离越来越小,且滚动角越大,跳动距离减小的速度越快;若倾斜角大于滚动角,则液滴跳动距离越来越大,但滚动角越大,跳动距离增大的速度越小。