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麻省理工发现“自剥”液滴可以提高ca88会员登录制造中的材料附着力

时间:2017-10-06 15:47 来源:中国ca88会员登录网 作者:中国ca88会员登录网 阅读:次
       麻省理工学院的研究人员已经找到了一种控制冻结液滴撞击表面的活动的方法,使其能够确定液滴是否会粘附,反弹或“自剥”。这一发现可能对未来的ca88会员登录机和其他技术产生影响。例如,您可以想要创建一个非常光滑的表面,以减少机械部件的摩擦,或调整厨房用具的表面热导率。然而,对于一组麻省理工学院研究人员来说,精确控制表面性质的能力使他们能够做出非常不寻常的事情:控制影响液滴的行为。
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       冷冻过程中的水滴在碰到表面时倾向于两件事:凝固或反弹。而在某些工程应用中,冶金,一些ca88会员登录工艺, 这个二进制的结果可能是非常重要的。问题在于,很难预测或控制液滴的流向。到目前为止,对这种液滴的行为的研究倾向于集中在它们落下的表面的疏水性质:换句话说,这些表面是否倾向于吸引或排斥水。但麻省理工学院的研究人员他们正在研究那些表面的热性能,认为这些表面的热性能“调谐”可以允许控制液滴的各种应用。
      麻省理工学院机械工程系副教授克里帕·瓦拉纳西(Kripa Varanasi)说:“我们发现了很有趣的东西,我们有两种基材具有相似的润湿性质(在表面上扩散或卷起的趋势),但具有不同的热性能。“
对于研究人员的惊喜,与常见的假设相反,两种底物的行为方式非常不同。

     熔融金属液滴“脱落”硅树脂基材,但是紧贴玻璃表面。由于玻璃是一种良好的绝热材料,实验使研究人员相信,可以通过调整其冲击表面的热性能来控制液滴的附着力。瓦拉纳西说:“它为我们控制这种液固相互作用的结果提供了新的工具。”通过热性质,研究人员不仅仅在谈论温度。相反,诸如热效率的因素 - 材料可以交换热量的速率发挥很大的作用。即使每个温度相同,它比木制板子感觉比在一个石头地板上更冷。这是因为具有较高热效率的石材表面可以更快地将热量从您的脚上吸走。并且液滴的行为是相似的。当他们在液体和基底之间的界面研究局部冷冻机制时,研究人员注意到液滴外边缘条纹的逐渐发展。

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     这一切都是在一台热敏高速摄像机上拍摄的,它显示“当冰块冻结时,液滴意外地卷曲起来并从表面上分离出来。”研究人员创造了“自剥”一词来描述这种卷曲和分离现象。“这种现象的主要成分是短时间流动动力学之间的相互作用,这种动力学确定了附着力,并导致更长的时间尺度的热效应。知道这一点,研究人员可以组合一个“设计图”,其中概述了关键的热性质 - 温度,滴落和底物的挥发性等 - 影响液滴是否会粘附,反弹或“自剥”。
        麻省理工学院研究人员的主要实验包括研究熔融金属液滴在各种表面时的行为。这是特别感兴趣的领域,因为涉及金属喷涂的沉积的工业过程取决于理解和控制金属液滴的粘附。研究人员在他们的研究论文中解释说:“这些见解在从热喷涂和添加剂制造到极紫外光刻的过程中具有广泛的应用。

        为了实际应用他们的研究结果,研究人员设想了一个能够立即调整表面特性以使液滴粘滞或反弹的系统。有时候,这样调整温度也是一样简单,尽管也可以进行更复杂的调整。

     中国ca88会员登录网译自:3ders.org 转载需注明出处!

    

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