微流体的表面张力驱动

随着微机电系统向超微细结构的发展,基于微尺度下流体特性而设计的表面张力驱动液滴移动技术越来越引人注目.笔者综述了两大类表面张力驱动技术:一是构建化学组成梯度;二是构建表面微观粗糙度梯度.在光诱导下,ZnO微纳米结构表面的润湿性发生从超疏水到超亲水的改变,其本质是在粗糙表面上发生了化学组成变化,这使ZnO成为可以产生表面张力驱动的重要界面材料之一.     

表面润湿性对三元复合驱设备结垢的影响

通过接触角测试、扫描电镜微观结构观察以及XRD分析表面污垢,在模拟三元复合驱液与地层水的混合液中,研究了设备表面的不同处理方式对其抗结垢性能的影响。结果表明,固体表面污垢的形成与水溶液在表面润湿难易程度密切相关。亲水表面污垢颗粒容易吸附,利于结晶垢的生长;疏水表面污垢颗粒与之接触困难,污垢颗粒在表面的吸附和晶体长大过程都很难进行,但不同的表面对污垢的晶型影响不大。不同表面处理后的表面微细结构变化对表面的润湿性影响较大;采用降低设备表面水润湿性的表面处理方式将提高设备表面的抗结垢能力。     

聚乙烯稻壳粉复合材料表面动态润湿性研究

建立了表征聚乙烯稻壳粉复合材料表面动态润湿性的数学模型,并研究了化学处理前后聚乙烯稻壳粉复合材料表面动态润湿性的变化.结果表明:聚乙烯稻壳粉复合材料表面润湿性能较差,但经酸、碱处理后,其表面动态润湿性能改善显著,其中以碱处理法的改善效果较佳.     

Zr基合金/ZrC在1253K下的润湿行为及前驱膜形成条件研究

采用改良座滴法研究了Zr基合金Zr50Cu50、Zr50Cu40Al10和Zr55Cu30Al10Ni5与ZrC在1 253K下的等温润湿行为及界面结构。结果表明,3种Zr基合金与ZrC的润湿,随着组元种类的增加润湿性逐渐改善,同时形成了前驱膜,且前驱膜的宽度随组元种类的增加而变宽。热力学分析表明,前驱膜的形成需要满足固-液界面上有强烈的相互作用,同时又能保持弱的界面反应性;铺展动力学分析表明,带有前驱膜特征(即吸附润湿)的铺展可以用分子动力学模型来描述。     

低压环境下氟碳表面活性剂的铺展性能

以环己烷、航空煤油、95#车用汽油为原料,采用3种氟碳表面活性剂分别在94.6、74.1、61.0 kPa的环境低压下开展实验,分析表面活性剂复配液在不同油品上的铺展系数、铺展速度、铺展质量随压力的变化,研究高高原低压环境对表面活性剂铺展性能的影响。研究发现,FC-4、FC-6、FC-8分别在环己烷、航空煤油及95#汽油上的铺展系数、铺展速度和铺展量均随大气压力的下降而下降。高高原低压环境对水成膜泡沫灭火剂(AFFF)具有负面影响。     

氟铝酸铯中温钎剂钎焊铝合金的润湿性研究

与传统Nocolok钎剂相比,氟铝酸铯钎剂具有更低的熔点,对铝镁合金活性更强。为了研究由Honeywell公司提供的氟铝酸铯钎剂的使用条件,通过流布试验和钎料润湿试验,采用宏观和金相组织观测的方法分析了在不同条件钎剂的流布状态以及钎剂辅助作用下,Zn-20%A1钎料对铝合金的润湿性。结果表明,钎剂的挥发性较强,其流布面积对铝合金的活性均受到钎剂加热速度的影响。加热速度慢时,钎剂在1060纯铝表面的流布面积较小,凝固后表面可以看到深浅不一的两层;提高加热速度可以显著提高钎剂的流布面积。在氟铝酸铯钎剂辅助作用下,Zn-20%A1钎料可以润湿铝合金,润湿性随铝合金镁含量升高而下降;提高加热速度,钎料对铝合金的润湿性显著提高。     

液滴撞击固体热表面的研究综述

液滴撞击固体热表面过程的研究在流体力学和微流体作用材料科学的研究中具有重要的理论意义和工程价值,且与其相关的自由表面流动问题普遍存在于化工、冶金、航空航天、材料科学等领域中。近些年来,国内外的关于液滴撞击热表面过程传热传质行为的研究已取得许多成果。本文查阅了国内相关的部分文献,对液滴撞击固体热表面过程中的表面润湿特性,撞击速度,撞击角度,表面粗糙度等多个不同的因素对表面液滴撞击的形态变化规律以及传热特性进行论述和分析,最后做出了总结和展望。     

微通道管液滴形成机理的影响分析

在微通道管液滴形成的数值模拟过程中通常采用固定速度入口,而且主要集中于研究液滴外形的变化。为了更加系统全面的研究液滴的形成,本文使用固定压力入口,主要对液滴内部轴线速度的变化进行细致研究,运用有限体积法求解液滴形成的N-S方程,采用VOF方法以及基于PLIC的几何重构方法追踪液滴运动过程的自由表面,捕捉气液界面的演化过程。为微流控设备的设计和研究提供新的数值预测方法和参考。     

CuO-Al_2O_3体系的界面润湿行为与机理

研究了Cu O-Al2O3体系的界面润湿行为及其机理。采用润湿角测试仪、扫描电镜、X射线衍射等手段对实验过程和结果进行综合分析,结果表明:Cu O-Al2O3体系在1300~1320℃发生反应性润湿,界面生成物为Cu Al O2;1320℃下最小润湿角为27°,表明该体系具有良好的润湿性。     

A类泡沫灭火剂的润湿性能研究

测试了不同质量分数A类泡沫与水成膜泡沫的润湿性能和表面张力。结果显示,对于同一种泡沫来说,随着泡沫溶液质量分数增加,表面张力逐渐降低,润湿时间快速下降;在相同的测试质量分数下,6%AFFF溶液的表面张力远低于A类泡沫,但润湿性能明显不如A类泡沫。分析研究了泡沫灭火剂的润湿机理及影响泡沫润湿性的关键因素,认为泡沫溶液的润湿性主要取决于溶液与固体的固-液界面张力大小、固体的表面性能、溶液中润湿剂的结构、性质等。