H62黄铜疏水表面的制备及疏水机理研究

采用三氯化铁和盐酸溶液刻蚀H62黄铜表面,得到了一层由梯田状台阶结构及平均孔径为(6.2—8.3)μm的蚀坑组成的阶层结构。该表面与水滴的表观接触角最大为131.8(°),接触角滞后为5.6(°)。研究了不同刻蚀时间对表面疏水性的影响,结果表明刻蚀时间对表面阶层结构的形成和水滴在该表面的接触角有重要的影响。随着刻蚀时间的增加,表面逐渐形成台阶结构并且边缘趋于规整,接触角不断增大;当台阶结构消失时,接触角随之变小。初步分析了这种阶层结构的形成机制,用Wenzel理论、Cassie理论及有限液-固界面理论对表面的润湿性进行了分析。结果表明,有限液-固界面理论在表征粗糙表面润湿性方面更具有合理性。

仿荷叶微凹凸表面的疏水机理与判据

根据液滴在有限液固界面上接触角恒增大原理,提出仿荷叶微凹凸表面提高疏水性是众多小尺寸有限液固界面所集成的结果.建立了液滴在类荷叶结构表面的稳定性数学方程,推导出微凹凸表面空隙的理论临界半径与固体、液体性质之间的关系,阐述了实现疏水性的3个条件.计算结果表明,当微凹凸表面空隙半径小于理论临界半径rc时,液滴在固体表面均可呈现接触角大于90°的稳定状态,而液固界面面积的最小化以及低的固体表面能是实现疏水性的重要因素.提出用有效黏附功W′a作为衡量固体表面疏水能力的判据.