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《微觀結(jié)構(gòu)表面接觸角模型及其潤濕性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、微觀結(jié)構(gòu)表面接觸角模型及其潤濕性／李小兵等·1O1·微觀結(jié)構(gòu)表面接觸角模型及其潤濕性李小兵，劉瑩(南昌大學(xué)機電工程學(xué)院，南昌330031)摘要潤濕性是固體表面的重要性質(zhì)之一，固液界面潤濕性與表面微觀結(jié)構(gòu)、界面能等有關(guān)。研究了微觀結(jié)構(gòu)固體表面固液界面潤濕性以及界面能、液滴重力、微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對潤濕性的影響。分析表明，Young、Wenzel、Ca-ssie、Cassie-Baxter等4種接觸角模型分別把固體表面看成光滑、粗糙(液滴完全填滿)、粗糙(液滴不填充)以及粗糙(液滴部分填充)，后3種模型可用于實際固體表面，并可在3種狀態(tài)下實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。設(shè)計了方柱凹坑、圓柱凹坑等
2、微觀結(jié)構(gòu)表面，調(diào)控橫徑比、縱徑比、深徑比等微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以改變固液界面潤濕性。研究發(fā)現(xiàn)，液滴重力對表面接觸角存在稍許影響，界面能的大小決定著材料表面的疏／親水性。關(guān)鍵詞微觀結(jié)構(gòu)界面潤濕性潤濕模型接觸角中圖分類號：TB383文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AContactAngleModelandWettabilityontheSurfaceswithMicrostructuresLIXiaobing，LIUYing(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031)Abstrac
3、tWettabilityofsolidsurfaceisaveryimportantpropertythatisgovernedbyboththesurfaceenergyandthegeometricalmicrostructures．Theinterfacialwettabilityofperiodicmicrostructuresolidsurfaceisdiscussed．Thentheeffectsofinterfaeialenergy，liquidweight，andmicrostrueturetointerfacialwettabilityarean
4、alyzed．ThesolidsurfaceistObeseenasluhricity，coarse／dropfilledinentirely，coarse／dropunfilledin，coarse／dropfilledinpartlybyfourcontactanglemodelssuchasYoung，Wenzel，Cassie，andCassie-Baxterinturn．ThreebehindmodelscanbeUSedinactualsolidsurfaceandtransformineachother．SidecolumnandCO1unlncon
5、caveperiodicmicrostruc～turesurfacesaredesigned．Thesolid-liquidinterfacialwettabilityofcanbechangedbyadjustingthegeometryparame—tersofmicrostructuressuchaslength-to-diameterratio，vertical-to-diameterratio，deep-to-diameterratio．Thestudyshowthatdropweightaffectslightlycontactangleandinte
6、rfacialenergydetermineshydrophobicorhydrophilicsur—face．Keywordsmicrostructures，interfacialwettability，wettingmodel，contactangle潤濕是日常生產(chǎn)和生活中常見的現(xiàn)象，潤濕性是固體表cos6,=(79G一)(1)面的重要特征之一。人工控制和制備固體表面潤濕性已引式中：、、分別為固氣、固液、液氣接觸面間的表面張起人們的普遍關(guān)注，荷葉、水稻葉等植物表面的超疏水特性力，為固體表面的本征接觸角，如圖1所示。YoungS方程為研究仿生超疏水表面提供了理論
7、依據(jù)和實踐證明。潤濕表明了接觸角與三相界面之問的定量關(guān)系，因此，凡能引起現(xiàn)象是固體表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、液體的性質(zhì)以及固液界面分子任一界面張力變化的因素都能影響固體表面的潤濕性。問相互作用等微觀特性的宏觀結(jié)果，因此，深入探討固體表面的微觀結(jié)構(gòu)及其潤濕性，有利于推動固體表面潤濕性的發(fā)展和應(yīng)用，為控制和制備固體表面潤濕性提供理論依據(jù)。本實驗討論了Young、Wenzel、Cassie、Cassie-Baxter等4種接觸角模型，設(shè)計了方柱狀、圓柱狀凹坑微觀結(jié)構(gòu)表面，深入研究了界面能、液滴重力、微觀結(jié)構(gòu)等參數(shù)對界面潤濕性的影響。圖1表面張力與接觸角1接觸角模型Fig．1Sur
8、facet
