本文關(guān)鍵詞： 梯度潤濕表面 開放式溝槽 液滴鋪展 微流體上升 液滴移動　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：(1)采用置換法在銅基開放式溝槽及平面制備接觸角連續(xù)變化的梯度潤濕表面,梯度范圍為89.1°-23.6°。根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,以硝酸銀作氧化劑,金屬銅置換銀離子沉積在銅基表面。為控制反應(yīng)速率,向硝酸銀溶液加入氨水形成銀氨絡(luò)離子。研究液滴在具有相同梯度范圍內(nèi)溝槽及平面上的鋪展現(xiàn)象。結(jié)果表明:在相同的梯度范圍內(nèi),液滴在溝槽內(nèi)的鋪展平均速度及鋪展距離均超過平面上的鋪展平均速度及鋪展距離。通過掃描電鏡(SEM)和X-射線衍射儀(XRD)分析表面形貌結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成對液滴鋪展現(xiàn)象的影響。(2)采用堿輔助氧化法改變開放式銅基微溝槽內(nèi)壁的潤濕性,分別建立梯度潤濕表面(梯度范圍90.2°-5.4°)和單一潤濕表面(接觸角分別為20.2°和5.4°)。研究梯度力對微流體毛細(xì)上升運動的影響。采用工業(yè)高速攝像機記錄微流體的上升過程。結(jié)果表明:微溝槽的直徑越小,微流體的上升高度越高,上升平均速度越快;微溝槽壁面的潤濕接觸角越小,微流體受到的毛細(xì)力越大;微流體在梯度微溝槽內(nèi)的上升高度高于單一接觸角微溝槽內(nèi)的上升高度;微流體在梯度潤濕微溝槽內(nèi)的上升平均速度明顯快于單一接觸角微溝槽內(nèi)的上升平均速度。通過掃描電鏡(SEM)和X-射線衍射儀(XRD)分析了表面形貌結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成的變化是梯度力產(chǎn)生的根本原因。(3)采用電化學(xué)沉積法建立142.1°-90.2°接觸角連續(xù)變化的梯度潤濕表面,以無水硫酸銅和濃硫酸混合溶液作電解液,石墨電極作陽極,帶有環(huán)形開放式溝槽的銅板作陰極。研究體積為8μl、5μl和3μl的液滴在梯度潤濕銅基溝槽及平面的移動現(xiàn)象,分析不同潤濕表面上的液滴滾動角。結(jié)果表明:在梯度力的驅(qū)動下,液滴可以在傾斜表面(傾斜角10°)上作爬坡運動;在相同梯度范圍內(nèi),液滴在溝槽內(nèi)的移動平均速度比平面上的移動平均速度快,且移動距離比平面上的移動距離長。通過掃描電鏡(SEM)和X-射線衍射儀(XRD)分析表面形貌結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成對液滴移動現(xiàn)象的影響。
[Abstract]:The gradient wetting surface with continuously changing contact angle was prepared by displacement method in open trench and plane of copper base. The gradient range was 89.1 擄-23.6 擄. According to the principle of redox reaction. Silver nitrate was used as oxidant and copper ion was deposited on the surface of copper base. The reaction rate was controlled. Silver ammonia complex ions were formed by adding ammonia to silver nitrate solution. The spreading phenomenon of droplets in grooves and planes with the same gradient was studied. The results show that the droplets are in the same gradient range. The average spreading velocity and spreading distance of droplets in the grooves are higher than the average spreading velocities and spreading distances on the plane. SEM (scanning electron microscopy) and XRD (X ray diffractometer). The effect of surface morphology and chemical composition on droplet spreading was analyzed. (2) the wettability of open copper based microgroove inner wall was changed by alkali assisted oxidation. Gradient wetting surfaces (gradient range 90.2 擄-5.4 擄) and single wetting surfaces (contact angles 20.2 擄and 5.4 擄) were established respectively. The effect of gradient force on the rising motion of microfluid capillary is studied. The rising process of microfluid is recorded by industrial high-speed camera. The results show that the diameter of microgroove is smaller. The higher the rising height of the microfluid, the faster the average rising speed. The smaller the wetting contact angle of the microgroove wall is, the greater the capillary force of the microfluid is. The rising height of microfluids in gradient microgrooves is higher than that in single-contact microgrooves. The rising average velocity of microfluids in gradient wetting microgrooves is obviously faster than that in single contact angle microgrooves. It is analyzed that the change of surface morphology and chemical composition is the root cause of gradient force. The gradient wetting surface with continuous change of contact angle 142.1 擄-90.2 擄was established by electrochemical deposition. With anhydrous copper sulfate and concentrated sulfuric acid as electrolyte, graphite electrode as anode and copper plate with annular open groove as cathode, the volume of study is 8 渭 l. The moving phenomena of 5 渭 l and 3 渭 l droplets in gradient wetting copper base grooves and planes are analyzed. The rolling angles of droplets on different wetting surfaces are analyzed. The results show that the droplets are driven by gradient force. The droplets can move up the slope on the inclined surface (angle of inclination 10 擄); In the same gradient range, the moving average velocity of droplets in the grooves is faster than that in the plane. The moving distance is longer than that on the plane. The effect of surface morphology and chemical composition on droplet movement is analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometer (XRD).
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O647.5

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本文編號：1485564