發(fā)布時(shí)間：2018-05-27 02:38

  本文選題：浸潤(rùn)性 + 液滴��； 參考：《西北大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：浸潤(rùn)性是材料重要的基本屬性之一,其用來(lái)描述兩相界面接觸時(shí)的狀態(tài)。在人們生產(chǎn)生活中的眾多方面都需要材料擁有特定的浸潤(rùn)性,這造就了人們對(duì)材料表面浸潤(rùn)性機(jī)理研究的動(dòng)力。隨著研究的進(jìn)行,人們從自然界中的生物材料上發(fā)現(xiàn),材料表面微納米級(jí)別的結(jié)構(gòu)是影響浸潤(rùn)性的一個(gè)重要因素。隨著近幾十年納米材料的蓬勃發(fā)展,越來(lái)越多的人造微納米結(jié)構(gòu)被用于調(diào)節(jié)材料表面浸潤(rùn)性。而與浸潤(rùn)性密切關(guān)聯(lián)的蒸發(fā)現(xiàn)象同樣在眾多領(lǐng)域中扮演著重要角色。由于人造微納米結(jié)構(gòu)表面的出現(xiàn),原有的蒸發(fā)現(xiàn)象和理論都出現(xiàn)了新的變化。伴隨著微納米材料越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,微納米材料表面的浸潤(rùn)性和在其之上的蒸發(fā)現(xiàn)象的探究也顯得越發(fā)重要和迫切。特別是蒸發(fā)與浸潤(rùn)性相耦合的研究領(lǐng)域還有很多待解決的問(wèn)題。本論文旨在研究微納米結(jié)構(gòu)表面浸潤(rùn)性的調(diào)節(jié),及以此為基礎(chǔ)對(duì)液滴蒸發(fā)現(xiàn)象與材料表面結(jié)構(gòu)及浸潤(rùn)性間的相互關(guān)系。文章內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面：在第一章中,介紹了浸潤(rùn)性、微納米結(jié)構(gòu)及蒸發(fā)現(xiàn)象相關(guān)的基本概念,發(fā)展歷史,以及三者之間的聯(lián)系。在第二章中,我們首先從浸潤(rùn)性原理出發(fā),以熱激發(fā)的手段實(shí)現(xiàn)了納米陣列材料表面浸潤(rùn)性大跨度的可控調(diào)節(jié)。并借助多種表征手段,將材料浸潤(rùn)性在這種情況下改變的內(nèi)在機(jī)理予以了說(shuō)明。最后建立起了材料浸潤(rùn)性與激發(fā)參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系。在第三章中,我們首先從能量角度的估算開(kāi)始,提出液體表面能可以破壞疏水涂層的假設(shè)。之后我們選擇了特定的涂層材料和納米線陣列制備了作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷氖杷�。在此基底上我們通過(guò)液滴蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了我們的假設(shè)。此后我們從能量與力學(xué)角度闡明了這一現(xiàn)象的機(jī)理,即表面張力主導(dǎo)的液滴接觸線運(yùn)動(dòng)對(duì)表面疏水涂層的剝離作用機(jī)制。在第四章中,我們首先介紹了膠體液滴在納米陣列材料上特殊的蒸發(fā)行為與沉積現(xiàn)象。之后從通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)展示微納結(jié)構(gòu)上膠體顆粒的蒸發(fā)沉積結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程,揭示了納米陣列材料對(duì)蒸發(fā)液滴內(nèi)部流動(dòng)加速作用,以及納米陣列材料在膠體液滴蒸發(fā)沉積過(guò)程中對(duì)膠體顆粒結(jié)晶的抑制作用。分析了微納紋理化的結(jié)構(gòu)所形成的特殊納米彎月面所引起的毛細(xì)作用力對(duì)納米顆粒在蒸發(fā)后期對(duì)最終自組織沉積結(jié)構(gòu)的影響,同時(shí)討論了微納結(jié)構(gòu)化基底與毛細(xì)力耦合作用下顆粒穩(wěn)定性與運(yùn)動(dòng)形式。在第五章中,為研究擴(kuò)散主導(dǎo)與對(duì)流主導(dǎo)兩種不同機(jī)制下,蒸發(fā)對(duì)溶液從流體到固體轉(zhuǎn)變過(guò)程中的穩(wěn)定性,我們將高分子溶液作為研究對(duì)象。首先介紹了膠體液滴在蒸發(fā)過(guò)程中皮膚層的存在、產(chǎn)生機(jī)理及對(duì)蒸發(fā)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。之后先以噴霧蒸發(fā)手段探究了高分子微液滴在空中自由蒸發(fā)的結(jié)果與過(guò)程,后又基于納米顆粒組成的超疏水基底研究了高分子液滴在超疏水狀態(tài)下的蒸發(fā)。其中,通過(guò)系統(tǒng)地研究各項(xiàng)參數(shù)對(duì)蒸發(fā)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響和對(duì)液滴在超疏水基底上的蒸發(fā)過(guò)程的分析,解釋了各結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的機(jī)理,并得出了蒸發(fā)產(chǎn)物各結(jié)構(gòu)觸發(fā)條件的關(guān)系。
[Abstract]:Infiltration is one of the most important basic properties of material, which is used to describe the state of contact at the interface of two phases. In many aspects of people's production and life, the material needs a specific wettability, which makes people study the mechanism of the infiltration mechanism on the surface of the material. At present, the micro and nano structure of the material surface is an important factor affecting the wettability. With the rapid development of nanomaterials in recent decades, more and more artificial microstructures are used to adjust the surface wettability of materials. The evaporation phenomenon closely related to wettability also plays an important role in many fields. The appearance of the micro nano structure surface, the original evaporation phenomenon and the theory have appeared new changes. With the more and more extensive applications of micronanomaterials, the wettability of the surface of micronanomaterials and the evaporation phenomenon on it are becoming more and more important and urgent, especially in the field of coupling of evaporation and wettability. The purpose of this paper is to study the surface wettability of micro nanostructures and the relationship between droplet evaporation and the surface structure and wettability of materials. The main contents of this paper include the following aspects: in the first chapter, the fundamentals of infiltration, micro nanostructures and evaporation are introduced. In the second chapter, we first realized the controllable adjustment of the surface wettability of nanoscale array materials by means of thermal excitation in the second chapter, and explained the internal mechanism of the change of material wettability in this case by means of a variety of characterization methods. In the third chapter, we first start from the estimation of the energy angle, and propose the assumption that the liquid surface can destroy the hydrophobic coating. Then we choose a specific coating material and nanowire array to prepare the hydrophobic substrate as the test model. In the fourth chapter, we first introduce the special evaporation behavior of colloidal droplets on nanoscale materials. The deposition structure and dynamic evolution process of colloidal particles on micro nano structure were demonstrated by systematic experiment. The acceleration of nano array materials on the internal flow of evaporative droplets and the inhibition effect of nano array materials on the crystallization of colloid particles during the evaporation deposition of colloidal droplets were revealed. The effect of the capillary force on the final self organized deposition of nanoparticles in the later evaporation of the special nanoscale curved surface formed by the texture of a textured structure is also discussed. The particle stability and motion form under the coupling of the micronano structured substrate and the capillary force are discussed. In the fifth chapter, the study of diffusion dominated and convection dominated two Under different mechanisms, the stability of evaporation in the process of the solution from the fluid to the solid is taken as the research object. Firstly, the existence of the skin layer, the mechanism and the effect on the structure of the evaporation products during the evaporation process are introduced. The result and process of free evaporation, then based on the superhydrophobic substrate composed of nanoparticles, studied the evaporation of polymer droplets under the superhydrophobic state, and the mechanism of each structure was explained by the systematic study of the effects of various parameters on the structure of the evaporation products and the analysis of the evaporation over the superhydrophobic substrate. The relationship between the triggering conditions of each structure of evaporation products was obtained.
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O552

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚昱星;姚希;李作林;竺豪楨;鄭詠梅;;蚊子體表面的微納米結(jié)構(gòu)與浸潤(rùn)性[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2008年09期

2 戴峭峰;劉進(jìn);吳立軍;郭旗;胡巍;蘭勝;;大體積、高質(zhì)量光物質(zhì)的制備及其器及應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年02期

3 王翔;余彥清;褚家如;;二維微納米結(jié)構(gòu)表面反射特性的時(shí)域有限差分法模擬研究[J];光子學(xué)報(bào);2012年02期

4 丁云飛;伍彬;吳會(huì)軍;;微納米結(jié)構(gòu)ZnO超親/疏水表面結(jié)霜特性研究[J];廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

5 宋婷;;淺談溶液法化學(xué)合成微納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物[J];科技致富向?qū)?2012年29期

6 黃永光;劉世炳;;Ti-6Al-4V合金表面微納米結(jié)構(gòu)的超快激光制備及其反射光譜響應(yīng)[J];中國(guó)激光;2009年12期

7 馬鵬飛;王克棟;常方高;宋桂林;楊海剛;王天興;;不同能量密度的飛秒激光輻照對(duì)單晶硅的影響研究[J];人工晶體學(xué)報(bào);2013年02期

8 王利軍;陳琛;劉延雨;陳志文;;錳摻雜誘導(dǎo)正交相SnO_2的生長(zhǎng)行為[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

9 史斌;章海軍;吳蘭;張冬仙;;用于Raman光譜與微納米結(jié)構(gòu)同步檢測(cè)的Raman-AFM系統(tǒng)研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年04期

10 趙紅曉;殷雅俊;仲政;;蜻蜓翅脈表面上的微納米結(jié)構(gòu)和形貌[J];科學(xué)通報(bào);2010年17期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張鐵銳;梁運(yùn)輝;卞僮;吳驪珠;佟振合;;介孔空心的微納米結(jié)構(gòu)材料[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

2 張晶晶;曹新宇;馬永梅;張香蘭;王佛松;;具有微納米結(jié)構(gòu)的磁響應(yīng)形狀記憶高分子的制備與研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 傅承誦;張振;;微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面的制備與表征[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

4 向楠楠;倪永紅;;花狀鈷酸鎳多級(jí)微納米結(jié)構(gòu)的制備、表征及其電化學(xué)性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

5 張鐵銳;尚露;吳驪珠;佟振合;;介孔微納米結(jié)構(gòu)催化劑[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第34分會(huì)：納米催化[C];2014年

6 鄭詠梅;;生物表面的多結(jié)構(gòu)效應(yīng)及其液滴行為調(diào)控[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

7 楊林;郭玉明;馬曉明;王華杰;張潔;江利利;陳會(huì)鋒;;無(wú)機(jī)空心微納米結(jié)構(gòu)的仿生合成及其性能[A];2011年中西部地區(qū)無(wú)機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

8 鄭詠梅;;生物/仿生微納米結(jié)構(gòu)梯度表面的動(dòng)態(tài)浸潤(rùn)性[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無(wú)機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

9 蘇彬;陸學(xué)民;路慶華;;激光誘導(dǎo)聚合物表面周期性微納米結(jié)構(gòu)在光存儲(chǔ)中的研究[A];2005年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2005年

10 耿媛媛;劉洪國(guó);;液/液界面上乳液液滴模板法組裝無(wú)機(jī)/聚合物復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第1分會(huì)：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 耿，

本文編號(hào)：1940087