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潤濕

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創建者:320科技工作室 創建時間:2022-01-04
潤濕圖1

潤濕的實例教程

潤濕性是指不相混的兩相流體與巖石固相表面接觸時,其中一相流體沿著巖石表面鋪開的現象,該相稱為潤濕相。潤濕性一般采用接觸角法來確定,通常根據水在固體表面的角度θ來定義系統的潤濕性,接觸角為0°~75°為水潤濕,75°~105°為中間潤濕,105°~180°為油潤濕。接觸角是表征液滴對固體表面的潤濕程度參數,宏觀上可以通過接觸角實驗測量,但是,宏觀與微觀之間存在差異,如圖1所示,傳統的接觸角在分子水平上變得不明確。為獲得接觸角分子模擬和實驗結果間的定量比較與普適性解釋,潤濕通常以表面上的液滴形狀為特征,極端情況是球形和完全鋪展開,介于兩者之間的所有其他形狀都可以認為是球頂狀。
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表面的潤濕性質是材料實際應用的重要考量,也是表面科學的研究熱點。源于對自然界特殊潤濕現象的認識,比如荷葉的自清潔特性,科學界長期致力于合成材料特殊潤濕性質的研究。超疏水表面是一類對水這類高張力液體具有極端排斥性的表面,比如水滴在荷葉表面能夠自如滾動,但是這類表面對具有低表面張力的有機試劑卻表現出較差的排斥性。這種易被油污沾染的不足嚴重限制了超疏水表面的實際應用。 圖為超疏表面及其潤濕性表征 湖南大學化學化工學院蔣健暉、徐偉箭教授課題組和澳大利亞墨爾本大學Frank Caruso教授課題組合作開展了該領域的相關研究,并取得了新進展(我校為第一完成單位),開發了一種制備超級抗潤濕性納米涂層的通用方法。該納米涂層具有多級粗糙性凹角結構和抗粘附性表面化學,對100多種液體表現出超強的排斥性,比如濃硫酸能夠在涂層表面滾落且不腐蝕表面,因此表現出優異的化學防護特性。同時,該涂層還具有可調控的透明性、外力耐受性和智能響應性。該工作對抗潤濕性表面的設計與應用提供了重要的參考,以期能夠促進表面科學的發展。相關工作也于近期發表在材料領域頂尖期刊《Nature Materials》上(2018,DOI: 10.1038/s41563-018-0178-2),受到了Chemical & Engineering News的報道,得到了國際同行的認可。 圖為超疏表面的響應性表征 論文第一作者為博士潘帥軍和在讀博士郭瑞。其中,潘帥軍博士的研究領域是表面浸潤性,曾先后以第一作者在《Journal of the American Chemical Society》、《AIChE Journal》、《Nature Materials》等國際頂級期刊發表論文10篇。
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</p><p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;電潤濕效應透鏡,是通過改變施加的電壓來控制液體在固體表面上的潤濕特性的液體透鏡。那么電潤濕效應又是什么呢?簡單來說就是通過電壓來控制液滴的表面形狀。更準確來說,電潤濕效應是一種物理化學現象,通過改變液體-固體界面的外加電壓來控制液體在固體面上的潤濕特性,從而改變液滴的接觸角,使其能像人眼的晶狀體一樣改變曲率實現變焦。同時,對施加電壓的不同,其表面曲率會發生變化,從而實現光學變焦。</p><p><br></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;下圖3左邊為未加電壓時,整個液體透鏡表現為凹透鏡;當加上110V電壓之后,其液面發生變化,形成一個凸透鏡,產生聚光效果。下圖4為液體透鏡的聚焦效果。這種方法的優點在于響應時間短、變焦范圍寬、操作便捷、集成性能好、結構簡單等優點,是目前液體透鏡最主流的研究方向。但是,目前也存在其驅動電壓高(幾十到上百伏)、口徑很難做大等缺陷。最新研究表明,其驅動電壓能降低至30-50V,但這對于手機攝像頭來說還是偏高。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202102/imgs/becceb320f6245ee9409f43de6129d27.jpeg"></p><p>左:未加電壓 右:電壓值為110V</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;除了在手機攝像頭上具有應用前景,液體透鏡還在生物醫學微型化方面也有廣闊空間。目前研究最火熱的就是醫用內窺鏡的小型化。
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微流控軟制造基本流程 “ 浸潤現象 作者詳細介紹了液體在二維表面、纖維表面和微納顆粒表面的基本潤濕現象和規律,如二維表面潤濕包括楊式方程、Cassie態、Wenzel態、亞穩Cassie態、Cassie-Wenzel潤濕轉變的突破壓力等概念;纖維表面潤濕包括纖維表面液膜涂覆、靜態液滴的形狀、動態液滴的定向運動、多根纖維的潤濕等;微納顆粒潤濕包括界面吸附能、Pickering乳液、界面堵塞的雙連續乳化凝膠(Bijel)、液體彈珠、裝甲氣泡等概念和系統。 “ 調控材料浸潤性 以微流控液滴為模板制備的微顆粒具有單一浸潤性(親水或疏水)、兩親性(一面親水一面親油)、核-殼非均質浸潤性;以微流控射流為模板制備的微纖維具有蛛絲狀、念珠狀、多孔狀等形貌特征,因此具備可調的拉普拉斯壓力梯度和表面能梯度,適用于液體操縱;以乳液和液體泡沫為模板制備的多孔表面由于具備獨特的互連結構,呈現出多種優異的浸潤性,如超疏水、全疏液、超疏熱水、液下超疏液、液體灌注的超滑態(SLIPS)、雙面非均質浸潤性等。微流控工程化的浸潤性材料具有廣闊的應用前景,如顆粒表面活性劑、微型馬達、藥物遞送、水處理、水收集、液體輸運、液滴操縱、傳熱調節和組織工程等。
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當熱處理溫度高于500 oC時,NiSi薄膜發生反潤濕(或聚結)現象,形成許多小的NiSi“孤島”, 被高電阻的Si基體分開,破壞了整體薄膜的低電阻特性而使薄膜失效。為了避免這種有害的聚結行為,提高鎳硅薄膜的形貌穩定性迫在眉睫。 此外, NiSi薄膜的織構、Si在NiSi/Si界面上的擴散和晶粒長大等均對NiSi薄膜反潤濕過程有影響,且實驗上缺乏對NiSi薄膜反潤濕過程動力學的研究。因此,目前NiSi薄膜反潤濕過程機理的機理尚不明確。 針對以上問題,中南大學的張利軍團隊和法國艾克斯-馬賽大學的Dominique Mangelinck團隊合作,采用原位掃描電子顯微鏡(in-situSEM)技術結合三維相場模擬,研究NiSi薄膜沉積在Si基體上的反潤濕過程,揭示了NiSi薄膜在Si基體上反潤濕過程的機理。相關論文以題為“Dewetting of Ni silicide thin film on Sisubstrate: In-situ experimental study and phase-field modeling”發表在材料期刊Acta Materialia上。
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潤濕圖2

潤濕的最新內容

一、客戶痛點與背景 某企業在生產化鎳金PCB后,于焊接貼件客戶端發現嚴重異常:PCB焊盤出現了明顯的潤濕不良,表面存在大面積的拒焊及縮錫現象。該問題嚴重影響了產品的可靠性與生產良率,客戶緊急委托尋找失效真因。 二、分析與測試過程 接到樣品后,國高材分析測試中心專家團隊迅速響應,制定了從宏觀到微觀、從無損到破壞性物理分析的系統化排查方案。 1.
法國Varioptic公司于2002年成立,率先將電潤濕型液體透鏡推向市場。此后,瑞士Optotune、美國Corning等企業相繼進入。 2025年發表于《Sensors and Actuators A》的一項研究實現了在液體透鏡振蕩期間捕獲清晰圖像的自動對焦系統,利用原位視覺處理器實現了0.3ms的實時對焦評估,延遲僅2ms,系統成本僅10美元。
因此,本文采用分子動力學模擬方法,研究礦物表面潤濕性。 通過我這套LAMMPS, GROMACS代碼,你可以實現不同氛圍氣體,不同溫度下的潤濕性-接觸角計算。這套代碼還可以把氣體換成油,水中加入表面活性劑,助溶劑,離子等,進行研究。 MS,LAMMPS,GROMACS均可以實現,這里介紹LAMMPS,GROAMCS流程。
操作:灌漿前潤濕基礎但無明水。從一側灌入漿料,用工具輕輕搗實,確保地軌底部所有空隙都被填滿,無空洞。 養護:灌漿后自然養護3-7天(冬季需保溫),等待灌漿料強度達到70%以上。 比較終鎖緊:養護期滿后,用扭矩扳手,按對角交叉、分步擰緊的順序,將地腳螺栓均勻緊固至設計扭矩值。緊固后再次復測精度,并記錄比較終數據作為驗收依據。
而錫絲難以實現均勻潤濕。 3. 焊接可靠性更高 錫膏含助焊劑成分,潤濕性更好,熔化后能更均勻覆蓋焊盤,能有效降低氧化風險,提高焊點強度。錫絲焊接在垂直角度可能因重力影響導致焊料流動不均。 4.
表面特性與潤濕性 接觸角(潤濕性) 測試方法:測量電解液在隔膜表面的接觸角,評估浸潤速度。 意義:接觸角小(<30°)表明潤濕性好,利于電池充放電效率。 國高材分析測試中心接觸角測量儀 表面粗糙度與涂層均勻性(如為涂覆隔膜) 測試方法:原子力顯微鏡(AFM)或光學輪廓儀分析。
它具備氣液兩相模型,能夠模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質、微納結構等吸液芯的毛細潤濕和蒸發過程,預測毛細能力及蒸發換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變,可用于表面凝結和核態沸騰的相變過程計算,以及計算在相變過程中的換熱情況。 軟件支持熱限制模型與RPI壁面沸騰模型,并開發有先進的的壁面冷凝模型,可根據此對池沸騰、大空間冷凝相變、壁面相變等進行數值模擬。
液膜厚度模型: 對于非常接近完全潤濕或完全非潤濕的情況,還可以使用薄膜邊界條件。像毛細管數非常低的流動,氣相和壁面之間存在一層薄薄的水膜。可以定義薄膜條件,在VirtualFlow中進行仿真。根據Couette流動,設置薄膜邊界壁處的粘度以滿足剪切。
圖1 表面張力與潤濕性能關系示意圖 在粘接過程中,潤濕是一個至關重要的環節,它直接影響到粘接強度和粘接效果。潤濕程度通常用接觸角來表示,而楊氏方程則是描述接觸角與界面張力之間關系的重要公式。 一、潤濕與接觸角 潤濕是液體在固體表面鋪展的現象,是液體分子與固體分子間相互作用的結果。
超聲輔助激光熔覆利用高能超聲波在熔體中產生的非線性效應,如超聲空化和聲流效應等,來改善熔池內增強體與熔體的潤濕性,促使增強體在熔體中均勻分布。同時,聲流攪拌作用將空化效應產生的晶核擴散至整個熔池中,有效提高了形核率,均化了溫度梯度和成分分布,降低了偏析程度。這種結合了激光熔覆和超聲振動的技術,可以提高熔覆層的質量和性能。