基于SU-8膠的疏水微結構陣列設計、制備與減阻性能研究.pdf

1、水下減阻是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領域，由于其巨大的軍事價值和潛在的經濟價值成為研究的熱點，國內外關于減阻的研究已取得巨大的進步，但是如何制備減阻性能優(yōu)良的表面仍然是研究的關鍵。本文以減阻為研究目標，研究將電解產生氣泡的微空泡減阻與疏水表面減阻兩種方式相結合的聯(lián)合減阻方法，主要內容包括：
　　1．研究相關疏水的理論。首先，通過計算說明表面能與表面張力之間的關系；其次，簡單介紹了經典疏水理論，從楊氏方程，到Wenzel模型以及Cassi

2、e模型；然后，對光滑表面上的液滴進行受力分析，并重點對處于Cassie態(tài)的液滴進行受力分析；最后，對影響滾動角大小的因素作簡要分析。
　　2．研究SU-8負性光刻膠的工藝過程及參數(shù)。首先，分析SU-8光刻膠制作結構的優(yōu)點，并給出選擇SU-8制作疏水結構的原因；其次，研究在本實驗室環(huán)境下制作SU-8微結構的工藝流程及工藝參數(shù)，并確定最終的工藝流程及參數(shù)值；然后，介紹SU-8微結構制作的幾何形貌特征；最后，研究曝光時間與微結構尺寸的關

3、系，并確定最佳曝光時間。
　　3．搭建接觸角測試儀，確定接觸角的測量方法，并分析所搭建接觸角測試儀的誤差來源；然后，對溝槽結構、傘形結構以及槐葉仿生疏水結構進行設計、制作，并測試樣品的接觸角。測試結果表明，所制作的樣品表面都表現(xiàn)出優(yōu)良的疏水性能，為制備減阻表面打下堅實的基礎。
　　4．搭建阻力測試裝置；然后，在電極層上制作疏水表面微結構并測試其減阻的效果。通過實驗數(shù)據(jù)計算與分析，得出減阻率最高可達7.38％。實驗結果表明，結