疏水表面液滴蒸發(fā)與接觸角關(guān)系的研究.pdf

1、本文通過一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)不同種類、不同體積的液滴在不同固體接觸面上不同溫度下的蒸發(fā)過程。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到，液滴在不同接觸面上蒸發(fā)時(shí)所表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)特性各不相同，其中水滴在聚二甲基硅氧烷涂層表面表現(xiàn)出良好的不浸潤(rùn)性，靜態(tài)接觸角達(dá)到120°，因此聚二甲基硅氧烷涂層屬于疏水材料。
　　通過實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，水滴在聚二甲基硅氧烷表面蒸發(fā)過程主要分為兩個(gè)階段。第一階段，固液接觸直徑保持不變，即固液接觸面積保持恒定，接觸角隨蒸發(fā)的進(jìn)行逐漸減??；第二階段

2、，當(dāng)接觸角減小至某一角度時(shí)，液滴形態(tài)發(fā)生突變，固液接觸面積突然發(fā)生瞬間收縮，接觸半徑瞬間減小為某一值的時(shí)候接觸角同時(shí)增大至某一值，此后固液接觸面直徑基本保持該值不變，接觸角再次隨水滴的蒸發(fā)而減小，直至發(fā)生第二次突變以及以后各次突變現(xiàn)象。本文將這一階段定義為水滴的鎖定狀態(tài)。水滴在聚二甲基硅氧烷涂層表面蒸發(fā)過程中存在數(shù)次鎖定狀態(tài)，而且第一次鎖定狀態(tài)持續(xù)時(shí)間基本占水滴的整個(gè)蒸發(fā)周期的70％。
　　本文在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過理論分析、公式推導(dǎo)

3、得出了臨界接觸角θ1與突變前固液接觸半徑r1、突變后固液接觸半徑r2之間的關(guān)系式與水滴在硅油表面蒸發(fā)過程的第一次鎖定狀態(tài)的質(zhì)量流量與接觸角之間的關(guān)系式。理論計(jì)算結(jié)果表明，兩個(gè)關(guān)系式與水滴在二甲基硅油表面蒸發(fā)過程中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　本文進(jìn)行了水滴在聚二甲基硅氧烷疏水表面滯后阻力與接觸角之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究，通過觀測(cè)水滴在硅油傾斜表面上滾動(dòng)前后接觸角的變化，得到液滴需要克服的阻力為鋪展功，水滴的動(dòng)態(tài)前進(jìn)角與后退角與各自的臨界狀態(tài)相