液態(tài)金屬/玻璃非潤濕、不黏附研究對于鎵基液態(tài)金屬盛放、回收以及流動運輸具有重要意義。通過氣氛保護熔煉法制備GaIn_20.5Sn₁₃液態(tài)金屬,利用不同型號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濕、黏附和滾動行為。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）以及接觸角測量儀分別對不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及潤濕行為進(jìn)行了測試和表征,并在其表面進(jìn)行了滾動測試。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濕性,提高合金液滴的流動性。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,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)金屬非潤濕、不黏附的玻璃表面,接觸角最高可達(dá)160.4°,同時合金液滴在其表面的滾動角為15°,滾動滯后角為3°。 

【文章來源】：有色金屬(冶煉部分). 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同型號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)接觸時的光學(xué)圖片和測得的接觸角。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。可以看到PTFE納米級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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