液滴蒸發(fā)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域中,例如噴霧冷卻、DNA芯片制作、噴墨印刷、電子設(shè)備冷卻等。相比單組分液滴,多組分液滴的蒸發(fā)在工業(yè)和生活中更為實(shí)用和常見,同時(shí)具有更復(fù)雜的蒸發(fā)機(jī)理。目前,對(duì)多組分液滴蒸發(fā)行為的研究大都集中在均勻潤(rùn)濕性表面,較少涉及非均勻潤(rùn)濕性表面。因此,本文制備了微圖案化非均勻潤(rùn)濕性表面并研究該表面對(duì)多組分液滴的蒸發(fā)行為特性的影響,以及分析了各種因素對(duì)多組分液滴蒸發(fā)過程的影響。首先,結(jié)合陽極氧化和紫外光刻技術(shù)在鈦片表面制備了微圖案化表面,可實(shí)現(xiàn)鈦片表面的任意潤(rùn)濕性和圖案化。在疏水區(qū)域接觸角最高可達(dá)165°,親水區(qū)域接觸角可達(dá)10°以下。其次,對(duì)比多組分液滴和純水液滴在均勻潤(rùn)濕性表面的蒸發(fā)行為,兩者蒸發(fā)過程都包括常接觸面積階段（CCR階段）和混合蒸發(fā)階段。乙醇的加入減弱了固體表面對(duì)液滴的釘扎效應(yīng)。同時(shí),多組分液滴在蒸發(fā)過程中存在蒸發(fā)優(yōu)先次序,蒸發(fā)前期高揮發(fā)性的乙醇組分優(yōu)先蒸發(fā),蒸發(fā)后期多組分液滴接近純水液滴。微圖案化表面能夠控制多組分液滴在表面的分布狀態(tài),使液滴三相接觸線釘扎在親水孤島的邊界,延長(zhǎng)了三相接觸線的長(zhǎng)度和釘扎時(shí)間,蒸發(fā)時(shí)間比均勻表面減少了25.6%。在混合蒸發(fā)... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 表面潤(rùn)濕性基本理論
        1.1.1 潤(rùn)濕性理論
        1.1.2 實(shí)際圖案化表面的潤(rùn)濕性方程
    1.2 固著液滴的蒸發(fā)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 固著液滴的蒸發(fā)模式
        1.2.2 固著液滴蒸發(fā)速率的影響因素
        1.2.3 多組分液滴蒸發(fā)過程
        1.2.4 潤(rùn)濕性可控的表面
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.4 選題背景及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 選題背景
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 微圖案化表面的制備與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)流程
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.2 微圖案化表面的制備
    2.2 樣品的表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 X-射線衍射
        2.2.3 X射線光電子能譜
        2.2.4 表面潤(rùn)濕性測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 微圖案化表面的形貌分析
        2.3.2 表面潤(rùn)濕性分析
        2.3.3 微圖案化表面的潤(rùn)濕圖像
    2.4 本章小結(jié)
第三章 多組分液滴在微圖案化表面蒸發(fā)模式研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)研究方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        3.1.3 均勻潤(rùn)濕性表面的制備
        3.1.4 微圖案化表面的圖案設(shè)計(jì)
    3.2 液滴在均勻潤(rùn)濕性表面的動(dòng)態(tài)蒸發(fā)行為
        3.2.1 純水液滴在均勻潤(rùn)濕性表面的動(dòng)態(tài)蒸發(fā)行為
        3.2.2 多組分液滴在均勻潤(rùn)濕性表面的動(dòng)態(tài)蒸發(fā)行為
    3.3 多組分液滴在微圖案化表面的動(dòng)態(tài)蒸發(fā)行為
    3.4 本章小結(jié)
第四章 微圖案化表面對(duì)多組分液滴蒸發(fā)速率的影響
    4.1 乙醇濃度對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
    4.2 基底溫度對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
    4.3 親疏水比例對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
        4.3.1 不同親疏水比例表面的圖案設(shè)計(jì)
        4.3.2 親疏水比例對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
    4.4 不對(duì)稱圖案化表面對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
        4.4.1 不對(duì)稱圖案設(shè)計(jì)
        4.4.2 不對(duì)稱圖案化表面對(duì)多組分液滴蒸發(fā)的影響
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含顆粒液滴蒸發(fā)的沉積和內(nèi)部流動(dòng)特性[J]. 孫卓,肖叢杰,周樂平,杜小澤,楊勇平.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]金屬填料表面處理對(duì)潤(rùn)濕及傳質(zhì)性能的影響[J]. 賈紹義,李錫源,王恩祥.  化工學(xué)報(bào). 1995(01)

博士論文
[1]微槽表面噴霧冷卻換熱特性研究[D]. 張偉.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 2013



本文編號(hào)：3702182