疏水表面液滴蒸發(fā)與接觸角關(guān)系的研究.pdf

1、本文通過一系列對比實驗，觀測不同種類、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)過實驗得到，液滴在不同接觸面上蒸發(fā)時所表現(xiàn)出的動態(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)出良好的不浸潤性，靜態(tài)接觸角達到120°，因此聚二甲基硅氧烷涂層屬于疏水材料。
　　通過實驗觀測，水滴在聚二甲基硅氧烷表面蒸發(fā)過程主要分為兩個階段。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)的進行逐漸減小；第二階段

2、，當接觸角減小至某一角度時，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候接觸角同時增大至某一值，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)時間基本占水滴的整個蒸發(fā)周期的70％。
　　本文在實驗的基礎(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。理論計算結(jié)果表明，兩個關(guān)系式與水滴在二甲基硅油表面蒸發(fā)過程中的實驗結(jié)果相吻合。
　　本文進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)系的實驗研究，通過觀測水滴在硅油傾斜表面上滾動前后接觸角的變化，得到液滴需要克服的阻力為鋪展功，水滴的動態(tài)前進角與后退角與各自的臨界狀態(tài)相