IMECH-IR  > 非线性力学国家重点实验室
微尺度凹槽结构表面润湿与电润湿研究
Alternative TitleWetting and electrowetting on micro-grooved surfaces
王占龙
Thesis Advisor赵亚溥
2018
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline材料工程
Abstract具有微尺度凹槽结构的表面在自然界、工业产品领域广泛存在, 其在定向导水性、自清洁表面以及仿生材料等方面具有极其广泛的应用. 与一般粗糙表面不同, 具有凹槽结构的表面具有几何形貌的各向异性, 从而导致液滴润湿行为发生改变. 如何有效地解决表面结构的各向异性造成的润湿行为的差异已成为该领域研究重点之一. 但目前对于该种表面的系统性研究并未形成, 并且一些关键问题并未得到很好的解决. 该方面的相关研究亟待展开. 本文针对以上问题, 从实验和理论方面联合展开研究.从实验和理论角度分析了凹槽结构对于液滴接触角的影响, 并采用各向异性参数来进行表征. 文中假设钉扎力在三相接触线的运动过程中发挥作用, 由此推导得出接触角变化与各项异性参数的关系. 针对不同表面张力的液滴, 描述了其在凹槽基底上的铺展形貌, 并结合数学模型对表面张力较大的液滴给出了沿椭圆接触线接触角的计算模型. 并提出了表征各向异性润湿行为的表征接触角, 为相关的实验研究提供参考依据.针对不同溶液液滴对凹槽结构的响应, 分析了液滴在凹槽结构上的微观边界形貌以及液滴铺展过程中产生的液丝现象. 通过对比不同溶液的铺展情况, 研究了液丝形成所需条件. 并针对液丝铺展情况, 采用Washburn方程来进行拟合分析, 研究表明, 液丝的铺展遵循Washburn方程标度关系.从实验和理论上对凹槽基底上液滴的电润湿行为进行了分析, 采用倒模方法制备了超薄介电层, 并针对不同尺度的凹槽结构上的液滴电润湿现象进行了分析研究. 考虑进各向异性带来的差异, 对电润湿方程进行了推导, 并给出了修正形式的电润湿方程. 
Call NumberMas2018-042
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/78631
Collection非线性力学国家重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
王占龙. 微尺度凹槽结构表面润湿与电润湿研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018.
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