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沟槽与方柱阵列结构的微铣削和加工表面疏水性
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2016
  • 页码:198-205
  • 期号:21
  • 便笺:11-2187/TH
  • 分类:TG174[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者地址:山东大学机械工程学院;山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室;
  • 作者机构:[1]山东大学机械工程学院,济南250061, [2]山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南250061
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51425503,51375272,U1201245).
中文摘要:

采用理论分析与试验结合的方法研究沟槽与方柱阵列结构参数对水滴在其表面接触角的影响。基于适用于光滑表面的Young氏方程和适用于粗糙表面的Wenzel模型及Cassie—Baxter模型,建立沟槽结构和方柱阵列结构的Wenzel模型公式以及Cassie—Baxter模型公式,计算出水滴在其表面的接触角理论预报值。采用直径0.1mm微铣刀加工出相应的沟槽结构和方柱阵列结构表面,测量水滴在加工表面上的接触角,并与理论预报值进行比较分析。研究结果表明,沟槽与方柱阵列结构可以使水滴在其表面的接触角增大,接触角随着微结构间距增加而增大,随着凸台(方柱)宽度增大而减小。沟槽结构与方柱阵列结构对接触角的影响规律不尽相同:沟槽结构表面上水滴在垂直于沟槽方向和平行于沟槽方向的接触角有差异并且相互影响;水滴在沟槽结构表面有着更稳定的接触角变化,而在方柱阵列结构表面有更大的接触角,并且更接近球状。

英文摘要:

Theoretical analysis and experimental researches are composed to study the influences of surface parameters of microgroove and microarray on contact angles. Based on the Young model for smooth surface and the models of Wenzel and Cassie-Baxter for rough surface, the novel formulas used for microgroove and microarray surfaces are proposed in this paper, firstly. Microgroove and microarray surfaces are then generated with micro end-milling operations, in which the milling cutter diameter is 0. lmm. The contact angles on machined surfaces are measured and analyzed. The results show that both microgroove and microarray machined surface have positive effect on the improvement of hydrophobic properties. The contact angle increases with the increase of the distance of micro-structures while with the decrease of micro-structure size. The contract angles of droplets on the machined surface at the vertical direction are different from that at the paralleled direction of microgroove, and they influence each other. The contact angle for droplet on the microgroove surface is more stable than that on the microarray surface. However, the contact angle for droplet on the microarray surface is larger than that on the microgroove surface. The droplet on machined microarray surface is nearly spherical.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603