导　　师： 蒋翔;彭元芳

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 液滴蒸发广泛地应用于冷却集成电路、喷墨印刷、DNA测绘等领域。一般认为材料表面特性对液滴蒸发有着关键的影响。目前对液滴蒸发的研究大多集中在均匀基板上进行,很少涉及图案化表面。为此,利用二氧化钛光催化活性结合紫外光照刻蚀技术,在钛片表面制备各种图案化非均匀润湿性表面,研究固着液滴在这些表面上的蒸发特性。首先,采用阳极氧化退火方法在纯钛片表面制备具有光催化活性的TiO纳米管,同时为表面提供纳米级粗糙度,疏水剂处理后,用紫外光透过掩膜照射钛片,使透光部分的疏水基团光降解转变为亲水基团,钛片表面成为超疏水和亲水相间的图案化非均匀润湿性表面。其中疏水部分接触角可达167°,亲水部分接触角在10°以下。制备的表面对液滴润湿具有很好的控制能力,使表面形成界限分明的液体图案。然后,研究表面润湿性差异对液滴蒸发的影响,对比单个液滴在均匀和图案非均匀润湿性表面上的蒸发行为。结果显示:液滴在非均匀图案化表面的蒸发过程多出两个阶段:跳跃模式蒸发阶段和粘滑模式蒸发阶段,在均匀表面上液滴的CCL(constant contact line)模式蒸发阶段所占时长约为总蒸发时间的70%以上,随着表面接触角的增大,液滴蒸发时间延长,在非均匀表面上CCL模式蒸发阶段所占时长为总蒸发时间的80%左右,蒸发表面图案不同液滴蒸发跳跃和粘滑模式存在不同,总体表现为三相线钉扎时间越长,跳跃次数越少,液滴蒸发耗时越短。其次,研究了液滴在微图案化非均匀表面上的蒸发特性情况,探讨不同图案、亲疏水比例、壁面温度对液滴蒸发的影响。液滴在网状微图案化非均匀表面上蒸发过程跳跃次数较多,蒸发耗时较长,在方格孤岛微图案表面以CCL模式蒸发较多,蒸发耗时较短。表面亲水比例的增加会延长接触面直径从而促进蒸发,相比于

关 键 词： 微图案化 各向异性润湿 蒸发模式 液滴蒸发

领　　域： []