資源描述：
《化學(xué)微圖案化表面上液滴蒸發(fā)特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、工程碩士學(xué)位論文化學(xué)微圖案化表面上液滴蒸發(fā)特性研究作者姓名朱琦學(xué)科專業(yè)化學(xué)工程校內(nèi)指導(dǎo)教師蔣翔副研究員校外指導(dǎo)教師彭元芳高級工程師所在學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院論文提交日期2018年3月ChemicalMicro-PatternedSurfacesonDropletEvaporationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuQiSupervisor：AssociateProf.JiangXiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：
2、TQ學(xué)校代號：10561學(xué)號：201521019025華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文化學(xué)微圖案化表面上液滴蒸發(fā)特性研究作者姓名：朱琦指導(dǎo)教師姓名、職稱：蔣翔副研究員申請學(xué)位級別：工程碩士工程領(lǐng)域名稱：化學(xué)工程論文形式：?產(chǎn)品研發(fā)?工程設(shè)計√應(yīng)用研究?工程/項目管理?調(diào)研報告研究方向：傳熱與節(jié)能工程論文提交日期：2018年3月12日論文答辯日期：2018年3月21日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：解東來委員：李國慶、李亞軍、黃金、蔣翔摘要液滴蒸發(fā)廣泛地應(yīng)用于冷卻集成電路、噴墨印刷、DNA測繪等領(lǐng)域。一般認為材料表面特性對液滴蒸發(fā)有著
3、關(guān)鍵的影響。目前對液滴蒸發(fā)的研究大多集中在均勻基板上進行，很少涉及圖案化表面。為此，利用二氧化鈦光催化活性結(jié)合紫外光照刻蝕技術(shù)，在鈦片表面制備各種圖案化非均勻潤濕性表面，研究固著液滴在這些表面上的蒸發(fā)特性。首先，采用陽極氧化退火方法在純鈦片表面制備具有光催化活性的TiO2納米管，同時為表面提供納米級粗糙度，疏水劑處理后，用紫外光透過掩膜照射鈦片，使透光部分的疏水基團光降解轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水基團，鈦片表面成為超疏水和親水相間的圖案化非均勻潤濕性表面。其中疏水部分接觸角可達167°，親水部分接觸角在10°以下。制備的表面對液滴潤濕具有很好的控制能力，使表面形成界限分明的液
4、體圖案。然后，研究表面潤濕性差異對液滴蒸發(fā)的影響，對比單個液滴在均勻和圖案非均勻潤濕性表面上的蒸發(fā)行為。結(jié)果顯示：液滴在非均勻圖案化表面的蒸發(fā)過程多出兩個階段：跳躍模式蒸發(fā)階段和粘滑模式蒸發(fā)階段，在均勻表面上液滴的CCL（constantcontactline）模式蒸發(fā)階段所占時長約為總蒸發(fā)時間的70%以上，隨著表面接觸角的增大，液滴蒸發(fā)時間延長，在非均勻表面上CCL模式蒸發(fā)階段所占時長為總蒸發(fā)時間的80%左右，蒸發(fā)表面圖案不同液滴蒸發(fā)跳躍和粘滑模式存在不同，總體表現(xiàn)為三相線釘扎時間越長，跳躍次數(shù)越少，液滴蒸發(fā)耗時越短。其次，研究了液滴在微圖案化非均勻表面上的
5、蒸發(fā)特性情況，探討不同圖案、親疏水比例、壁面溫度對液滴蒸發(fā)的影響。液滴在網(wǎng)狀微圖案化非均勻表面上蒸發(fā)過程跳躍次數(shù)較多，蒸發(fā)耗時較長，在方格孤島微圖案表面以CCL模式蒸發(fā)較多，蒸發(fā)耗時較短。表面親水比例的增加會延長接觸面直徑從而促進蒸發(fā)，相比于親疏水比例1:3的表面，比例為2:1的表面蒸發(fā)時間減少11.5%。固著液滴在加熱表面上蒸發(fā)時，主要受壁面加熱溫度影響，升高溫度20℃（從40℃至60℃）使液滴蒸發(fā)耗時減少66.9%。最后，研究了條紋微圖案化非均勻表面上細長液滴蒸發(fā)的不對稱收縮情況。實驗發(fā)現(xiàn)條紋相對比率（疏水與親水條紋寬度的比值）是影響液滴形狀的重要參數(shù)，相
6、對比率越低液滴越細長，當相對比率大于5時，液滴近似呈球狀。液滴在條紋微圖案化表面上蒸發(fā)時，首先發(fā)生徑向收縮，隨后軸向發(fā)生粘滑跳躍現(xiàn)象。條紋相對比率從0.2放大到5時，液滴長寬比從3.2減小至1.02，蒸發(fā)耗時減少37.1%。關(guān)鍵詞：微圖案化；各向異性潤濕；蒸發(fā)模式；液滴蒸發(fā)IABSTRACTDropletevaporationiswidelyusedincoolingintegratedcircuits,inkjetprinting,DNAmappingandotherfields.Generally,thepropertiesofthematerialsur
7、facehaveacrucialeffectontheevaporationofthedroplets.However,thecurrentresearchesondropletevaporationmostlyfocusesonhomogeneoussubstrates,therearefewresearchesonheterogeneouspatternsurfaces.Therefore,photocatalyticactivityoftitaniumdioxidecombinedwithUVphotolithographytechnologywereu
8、sedtoprepareavariet
