液態(tài)金屬/玻璃非潤(rùn)濕、不黏附研究對(duì)于鎵基液態(tài)金屬盛放、回收以及流動(dòng)運(yùn)輸具有重要意義。通過氣氛保護(hù)熔煉法制備GaIn_20.5Sn₁₃液態(tài)金屬,利用不同型號(hào)砂紙打磨及旋涂鍍膜處理制備不同表面形貌的玻璃片,研究合金液滴在不同玻璃表面的潤(rùn)濕、黏附和滾動(dòng)行為。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）以及接觸角測(cè)量?jī)x分別對(duì)不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及潤(rùn)濕行為進(jìn)行了測(cè)試和表征,并在其表面進(jìn)行了滾動(dòng)測(cè)試。結(jié)果表明:粗糙化處理和鍍膜處理均可降低合金液滴在玻璃表面的潤(rùn)濕性,提高合金液滴的流動(dòng)性。隨著表面粗糙度的增大,液滴在玻璃表面的接觸角不斷增大,當(dāng)粗糙度為187.9nm時(shí),表面接觸角達(dá)到150.6°。將表面粗糙化與鍍膜處理相結(jié)合,得到鎵基液態(tài)金屬非潤(rùn)濕、不黏附的玻璃表面,接觸角最高可達(dá)160.4°,同時(shí)合金液滴在其表面的滾動(dòng)角為15°,滾動(dòng)滯后角為3°。 

【文章來源】：有色金屬(冶煉部分). 2020,(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同型號(hào)砂紙打磨后的玻璃表面二維和三維形貌圖

圖3為合金液滴在不同玻璃表面靜態(tài)接觸時(shí)的光學(xué)圖片和測(cè)得的接觸角。從圖3可以看出，合金液滴呈類球形，頭部均有一尖端，可能是合金液滴在滴落過程中表面被氧化黏附在針尖導(dǎo)致。利用切線法測(cè)得液滴在光滑玻璃表面的接觸角為138.2°，在涂覆PTFE膜后其表面接觸角為155.9°，增加了17.7°。通過在粗糙度為187.9nm的玻璃表面旋涂PTFE膜，發(fā)現(xiàn)液滴接觸角進(jìn)一步增大為160.4°。結(jié)果表明，玻璃表面粗糙化處理和涂膜處理均能有效降低液滴在玻璃表面潤(rùn)濕性，增加其表面接觸角，兩種表面處理方法結(jié)合還能達(dá)到共同增益的效果。圖3 合金液滴在不同形貌玻璃表面的光學(xué)圖片和接觸角

圖2 玻璃表面粗糙度與合金液滴接觸角的關(guān)系通過掃描電鏡觀察在粗糙玻璃表面鍍膜后的表面形貌，結(jié)果如圖4所示�？梢钥吹絇TFE納米級(jí)微粒大部分涂覆在粗糙的玻璃表面凹陷處，其表面仍具有一定的粗糙度。說明PTFE膜能夠與粗糙的玻璃表面良好地結(jié)合在一起，使玻璃表面自由能降低的同時(shí)仍具有一定的粗糙度，進(jìn)一步增加液滴在玻璃表面的接觸角。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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