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环保型超疏水棉织物的制备及性能研究
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作者 侯珂珂 陈新华 +2 位作者 王丹 王若天 马如意 《许昌学院学报》 2025年第2期50-55,共6页
采用浸渍法将改性碳酸钙颗粒通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)的“桥接”作用负载到棉纤维表面,制备了致密的碳酸钙/棉织物超疏水涂层.对其疏水性、化学组成、形貌、自清洁、耐摩擦、油水分离等性能进行表征和测试.结果表明,超疏水棉织物表面... 采用浸渍法将改性碳酸钙颗粒通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)的“桥接”作用负载到棉纤维表面,制备了致密的碳酸钙/棉织物超疏水涂层.对其疏水性、化学组成、形貌、自清洁、耐摩擦、油水分离等性能进行表征和测试.结果表明,超疏水棉织物表面为致密的不规则微纳米结构涂层,其与水的接触角达到162.40°,且具有较好的自清洁、耐摩擦及油水分离性能.对单种油及复杂成分油水分离效率分别达到99%和94%以上,循环分离15次,其油水分离效率仍在90%以上. 展开更多
关键词 超疏水 棉织物 环保型 改性碳酸钙 性能
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条纹状化学异质表面上的液滴润湿特性
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作者 刘玉行 刘渊博 +1 位作者 李启迅 马学虎 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页
表面上的非均匀润湿行为无处不在,为了研究条纹状化学异质表面上的润湿特性,利用涂层技术及机械加工方法制得相对疏水性不同的7种毫米级条纹状可溶性聚四氟乙烯(PFA)-Cu表面。搭建三维可视化实验台,以速度为0的状态放置液滴,探究液滴体... 表面上的非均匀润湿行为无处不在,为了研究条纹状化学异质表面上的润湿特性,利用涂层技术及机械加工方法制得相对疏水性不同的7种毫米级条纹状可溶性聚四氟乙烯(PFA)-Cu表面。搭建三维可视化实验台,以速度为0的状态放置液滴,探究液滴体积和放置位置的影响。结果表明,随液滴体积增大,液滴经历均匀—非均匀—均匀润湿的过程。其中,亲水区宽度起决定作用:液滴直径与亲水区的宽度之比小于8时,呈各向异性润湿;大于8时,呈各向同性润湿,基本符合Cassie模型。研究结果丰富了条纹状表面的润湿数据,为相关领域内功能表面的设计提供依据。 展开更多
关键词 条纹状化学异质表面 各向异性润湿 液滴演化 润湿特性 接触角
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熔融Sn-xSc合金在氮化硅陶瓷表面的反应润湿
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作者 王淼 林巧力 《化工学报》 北大核心 2025年第11期5998-6007,共10页
针对氮化硅(Si_(3)N_(4))陶瓷与金属钎焊中润湿性差,活性组元界面活性不足的问题,提出以Sc替代传统Ti活性组元,采用改良座滴法,系统地研究了Sn-xSc[x=1%,2%,2.5%,3%(原子分数)]合金在700~800℃范围内对Si_(3)N_(4)陶瓷的润湿行为。实验... 针对氮化硅(Si_(3)N_(4))陶瓷与金属钎焊中润湿性差,活性组元界面活性不足的问题,提出以Sc替代传统Ti活性组元,采用改良座滴法,系统地研究了Sn-xSc[x=1%,2%,2.5%,3%(原子分数)]合金在700~800℃范围内对Si_(3)N_(4)陶瓷的润湿行为。实验结果表明,随着活性元素Sc的引入,Sn-x Sc/Si_(3)N_(4)体系的接触角显著降低,并且表现出对温度和Sc浓度的强烈依赖性。在800℃时,Sn-3%Sc/Si_(3)N_(4)体系的接触角降至0°,实现了完全润湿。通过界面微观结构分析发现,在800℃下Sn-3%Sc/Si_(3)N_(4)体系界面处形成了约1.3μm厚的反应层,主要由ScN和ScSi化合物组成。此外,还发现前驱膜的形成机制符合快速吸附-薄层漫流机制。热力学和动力学分析表明,体系润湿性是由生成的ScN和ScSi决定的。这一发现为优化Sn-Sc合金在Si_(3)N_(4)陶瓷上的润湿性和界面结合提供了理论依据。 展开更多
关键词 界面 反应润湿 稀土元素 动力学 热力学
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基于振荡座滴测定液滴表面张力的方法
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作者 周玉祥 林巧力 《化工学报》 北大核心 2025年第8期4185-4193,共9页
表面张力是液体重要的物性参数,是影响各种化学反应和生物反应的关键因素之一,也是化学工程计算中必不可少的基础物性参数。振荡座滴法是一种高精度、高灵敏度地测量液体表面张力的方法。为了探讨基于振荡座滴法测量液体表面张力的有效... 表面张力是液体重要的物性参数,是影响各种化学反应和生物反应的关键因素之一,也是化学工程计算中必不可少的基础物性参数。振荡座滴法是一种高精度、高灵敏度地测量液体表面张力的方法。为了探讨基于振荡座滴法测量液体表面张力的有效性和影响因素,本研究在20℃下以蒸馏水、乙醇和乙二醇为实验对象,采用外径不同的不锈钢针头滴落液滴至聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上,通过高速摄像记录液滴的振荡行为,并进行频谱分析。实验结果显示,虽然基于Rayleigh公式计算出的表面张力值普遍高于传统的悬滴法测量值,但振荡频率与液滴体积间存在线性关系。此外,实验还验证了不同图像采集帧率对频谱分析结果的影响。研究表明,振荡座滴法是一种有潜力的测量方法,尤其适用于高温条件下冶金熔体的表面张力测量。然而,目前该方法计算得到的表面张力值仍高于标准值,需要进一步优化模型以提高测量精度。 展开更多
关键词 振荡 悬滴法 润湿性 表面张力
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基于化学刻蚀法构筑超疏水沙子表面及其性能研究 被引量:1
5
作者 任永忠 舒天浩 +4 位作者 李鑫林 张振宇 梁补女 李天义 金志华 《材料导报》 北大核心 2025年第6期67-71,共5页
通过化学刻蚀法,使用低表面能物质十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对经过硫酸和双氧水刻蚀后具有微纳米复合阶层结构的普通沙子进行修饰,制备了超疏水沙子,并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试,结果表明,改性后的沙子表面呈现微纳米... 通过化学刻蚀法,使用低表面能物质十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对经过硫酸和双氧水刻蚀后具有微纳米复合阶层结构的普通沙子进行修饰,制备了超疏水沙子,并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试,结果表明,改性后的沙子表面呈现微纳米级的粗糙度,对水的静态接触角为154°。此外,探究了超疏水沙子的耐高温性及抗蒸发性,相关研究为固沙及沙漠环境治理提供思路与方法。 展开更多
关键词 沙子 超疏水 耐高温 抗蒸发
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超双亲材料的设计构筑及应用
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作者 王秋霞 樊红雷 《山东农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期250-257,共8页
浸润性作为材料表面的基本性质对于材料的应用有着重要的影响。超双亲材料对于水和油都有极强的亲和性,因此超双亲材料的制备与应用越来越受到人们的关注。本文就超双亲材料的主要制备方法与其在油水分离、传热、防污、液体输运以及催... 浸润性作为材料表面的基本性质对于材料的应用有着重要的影响。超双亲材料对于水和油都有极强的亲和性,因此超双亲材料的制备与应用越来越受到人们的关注。本文就超双亲材料的主要制备方法与其在油水分离、传热、防污、液体输运以及催化等领域进行了综述。最后就超双亲材料制备的发展方向和应用领域的拓展进行了展望。 展开更多
关键词 超双亲 设计 浸润性 油水分离 乳液催化
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干、湿条件下超疏水涂层的磨损机理分析及试验研究
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作者 杨震洋 熊婷婷 +3 位作者 梁永超 黄彩霞 陈智 周成伟 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第9期77-86,共10页
[目的]超疏水涂层在电力系统防污闪及绝缘子表面微生物防治领域具有重要的应用前景,然而实际运行环境中存在的高速降水或高速气流携带的固体微颗粒等外界作用会破坏涂层表面的微观结构和低表面能物质,导致涂层发生磨损老化。由于超疏水... [目的]超疏水涂层在电力系统防污闪及绝缘子表面微生物防治领域具有重要的应用前景,然而实际运行环境中存在的高速降水或高速气流携带的固体微颗粒等外界作用会破坏涂层表面的微观结构和低表面能物质,导致涂层发生磨损老化。由于超疏水涂层表面通常保持干燥,因此涂层以干磨损为主;但在诸如高速降水冲刷或雾、露等水汽在表面冷凝等极端情况下,涂层遭受湿磨损。本文旨在厘清超疏水涂层表面在不同情况下的磨损机理。[方法]基于接触力学理论,建立了超疏水涂层表面干磨损和湿磨损的物理模型,从力矩平衡的角度出发,提出了两种磨损形式的形成机理,并分析了两种磨损机理的差异及造成差异的原因。通过人工磨损试验与人工污闪试验,对比分析了干磨损与湿磨损对超疏水涂层疏水性、自清洁性及电气绝缘性的影响。[结果]湿磨损后涂层的疏水性更差,表面泄漏电流更大、闪络电压更低,防污闪性能下降更严重。[结论]湿磨损对超疏水涂层的破坏性更强。 展开更多
关键词 超疏水涂层 干磨损 湿磨损 防污闪 机理
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双重入结构液滴润湿转变的模拟研究
8
作者 常宇煊 张鑫磊 +1 位作者 陈彦君 刘修良 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第7期2274-2282,共9页
双重入结构因其优异的超疏水调控能力而备受关注。目前对双重入结构超疏水润湿转变的研究大都基于连续Cassie润湿模型,而结构自身尺寸非连续性的影响并未得到充分的认识。本文采用三维伪势格子Boltzmann方法,对双重入结构液滴润湿转变... 双重入结构因其优异的超疏水调控能力而备受关注。目前对双重入结构超疏水润湿转变的研究大都基于连续Cassie润湿模型,而结构自身尺寸非连续性的影响并未得到充分的认识。本文采用三维伪势格子Boltzmann方法,对双重入结构液滴润湿转变过程进行了模拟分析,发现液滴表观接触角在不同结构尺寸区间内阶跃分布,呈现多个Cassie亚稳态区间。并且,本文从汽液固三相界面能相对大小变化的角度给出阐述:三相接触线钉扎作用及结构之间悬挂液面界面能变化综合影响了Cassie润湿模式的阶跃变化,该过程将引发结构顶部的界面能突变,使得接触角在不同亚稳态区间离散分布。 展开更多
关键词 双重入结构 格子BOLTZMANN方法 液滴润湿转变
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柱状结构阵列碳纳米管膜的超疏水性研究 被引量:33
9
作者 李书宏 冯琳 +4 位作者 李欢军 翟锦 宋延林 江雷 朱道本 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期340-342,共3页
The post structure aligned carbon nanotube(ACNT) film was prepared by CVD. it was a ultra-hydrophobic film with a higher contact angle(166°) and lower sliding angle(less than 3°). The post structure ACNT fil... The post structure aligned carbon nanotube(ACNT) film was prepared by CVD. it was a ultra-hydrophobic film with a higher contact angle(166°) and lower sliding angle(less than 3°). The post structure ACNT film showed discrete pillar composed of carbon nanotubes, these pillar formed microstructure in the film, which affected both the contact angle and the sliding angle. 展开更多
关键词 柱状结构 超疏水性 阵列碳纳米管膜 浸润性 接触角 滚动角
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基于杨氏方程的固体表面能计算研究进展 被引量:44
10
作者 刘永明 施建宇 +3 位作者 鹿芹芹 郭云珠 陈瑞卿 尹大川 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期123-129,共7页
从三个重要方面介绍了基于杨氏方程计算固体表面能。阐述了接触角测量技术的基本假设、对固体和液体材料的要求及测量仪设计;叙述了各种常见液体表面能的测量方法及其适用范围;详述了两大类固体表面能、固液界面能和液体表面能的关系模... 从三个重要方面介绍了基于杨氏方程计算固体表面能。阐述了接触角测量技术的基本假设、对固体和液体材料的要求及测量仪设计;叙述了各种常见液体表面能的测量方法及其适用范围;详述了两大类固体表面能、固液界面能和液体表面能的关系模型,并分析了各自的实效性。最后,总结了此类计算方法存在的一些本质问题。 展开更多
关键词 固体表面能 杨氏方程 接触角 液体表面能
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超疏水表面耐久性能的研究进展 被引量:20
11
作者 郭永刚 张鑫 +4 位作者 耿铁 吴海宏 徐琴 王迎春 栗正新 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期63-72,共10页
超疏水表面由于其独特的表面润湿特性,具有很大的应用前景。但是超疏水表面的微纳米二元粗糙结构和低表面能物质极易受到磨损和油污等影响而遭到破坏或损耗,从而影响了其耐久性能,限制了其实际运用,因此研究超疏水表面的耐久性能具有重... 超疏水表面由于其独特的表面润湿特性,具有很大的应用前景。但是超疏水表面的微纳米二元粗糙结构和低表面能物质极易受到磨损和油污等影响而遭到破坏或损耗,从而影响了其耐久性能,限制了其实际运用,因此研究超疏水表面的耐久性能具有重要意义。综述首先介绍了超疏水表面耐久性能差的主要原因,然后梳理了超疏水表面耐久性能的测试方法,对如何增强超疏水表面耐久性能的途径进行了总结,最后指出目前超疏水表面耐久性能研究中存在的一些问题,旨在对耐久性超疏水表面的研究进展有一个全面的认识,对耐久性超疏水表面的发展提供一些理论指导,并展望了未来耐久性超疏水研究的发展方向和趋势。 展开更多
关键词 超疏水表面 耐久性能 测试方法 磨损 研究进展
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Mg-Mn-Ce镁合金表面超疏水复合膜层的制备及耐腐蚀性能 被引量:19
12
作者 康志新 赖晓明 +2 位作者 王芬 龙雁 李元元 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期283-289,共7页
采用微弧氧化技术和有机镀膜技术相结合的复合处理方法实现Mg-Mn-Ce镁合金表面改性,获得超疏水复合膜层,研究微弧氧化膜的表面特征、有机镀膜电化学反应过程、复合膜层的润湿特性和耐腐蚀性能。结果表明:镁合金经微弧氧化处理后由于微... 采用微弧氧化技术和有机镀膜技术相结合的复合处理方法实现Mg-Mn-Ce镁合金表面改性,获得超疏水复合膜层,研究微弧氧化膜的表面特征、有机镀膜电化学反应过程、复合膜层的润湿特性和耐腐蚀性能。结果表明:镁合金经微弧氧化处理后由于微弧氧化膜表面呈微纳多孔结构,表现为超亲水特性,其蒸馏水的静态接触角接近0°;在微弧氧化膜上经有机镀膜后,其形成的有机薄膜的静态接触角高达173.3°,表现出优良的超疏水特性。镁合金经微弧氧化处理后具有良好的耐腐蚀性能,经有机镀膜超疏水复合处理后,耐腐蚀性能得到进一步提高。复合膜层在3.5%NaCl溶液中,与基体相比动电位极化腐蚀电流密度减小了3个数量级、而电化学阻抗提高了3个数量级,耐腐蚀性能明显改善。微弧氧化与有机镀膜相结合的复合处理使镁合金表面在实现超亲水-超疏水功能转换的同时显著提高镁合金的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 Mg-Mn-Ce镁合金 微弧氧化 有机镀膜 超疏水 耐腐蚀性
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静电纺丝制备超疏水TiO2纳米纤维网膜 被引量:45
13
作者 王丽芳 赵勇 +1 位作者 江雷 王佛松 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期731-734,共4页
采用静电纺丝技术构筑粗糙表面,再使用廉价的低表面能物质硅油在煅烧过程中进行同步修饰,制备出接触角大于150°,滚动角小于5°的TiO2超疏水表面.该超疏水表面具有由TiO2纳米纤维和微米尺寸颗粒状硅油高温分解产物织构而成的纳... 采用静电纺丝技术构筑粗糙表面,再使用廉价的低表面能物质硅油在煅烧过程中进行同步修饰,制备出接触角大于150°,滚动角小于5°的TiO2超疏水表面.该超疏水表面具有由TiO2纳米纤维和微米尺寸颗粒状硅油高温分解产物织构而成的纳米纤维网膜结构,这种特殊的微纳米复合粗糙结构和疏水性硅油分解产物的修饰作用导致TiO2纳米纤维网膜的超疏水性.这种超疏水的TiO2材料为超疏水材料在防水织物、无损失液体运输和微流体等领域的应用提供了新的研究视野. 展开更多
关键词 二氧化钛 超疏水 纳米纤维 静电纺丝
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超疏水表面滑移理论及其减阻应用研究进展 被引量:28
14
作者 王新亮 狄勤丰 +1 位作者 张任良 顾春元 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期241-249,共9页
减阻技术对提高原油采收率、降低液体流动阻力具有十分重要的意义.通过论述超疏水表面结构的基本理论、超疏水表面形成的主要影响因素和近年来仿生超疏水表面的制备方法,综合分析了超疏水表面滑移理论和基于这一理论的减阻技术的研究进... 减阻技术对提高原油采收率、降低液体流动阻力具有十分重要的意义.通过论述超疏水表面结构的基本理论、超疏水表面形成的主要影响因素和近年来仿生超疏水表面的制备方法,综合分析了超疏水表面滑移理论和基于这一理论的减阻技术的研究进展,并简单介绍了其在石油储层微孔道纳米降压减阻方面的应用,展望了超疏水表面滑移理论及其减阻技术的研究重点及应用前景. 展开更多
关键词 超疏水 润湿性 表面滑移 减阻 纳米颗粒吸附法
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具有微纳米结构超疏水表面润湿性的研究 被引量:32
15
作者 徐建海 李梅 +1 位作者 赵燕 路庆华 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1425-1433,共9页
本文综述了近年来具有微纳米结构超疏水表面的研究进展。介绍了具有微纳米结构超疏水表面的制备方法,表面结构对超疏水性能的影响,周期性结构表面超疏水的条件,超疏水表面接触角滞后以及功能化超疏水表面等方面的研究,探讨了这一领域存... 本文综述了近年来具有微纳米结构超疏水表面的研究进展。介绍了具有微纳米结构超疏水表面的制备方法,表面结构对超疏水性能的影响,周期性结构表面超疏水的条件,超疏水表面接触角滞后以及功能化超疏水表面等方面的研究,探讨了这一领域存在的问题及可能的发展方向。 展开更多
关键词 接触角 超疏水表面 微纳米结构表面 接触角滞后
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超疏水表面的研究进展 被引量:14
16
作者 李昊原 谷笑雨 +3 位作者 刘丽艳 陈庆阳 辛士刚 于湛 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2347-2350,共4页
综述了超疏水的研究进展,在以荷叶和水黾为例介绍湿润现象的基础上,讨论了超疏水结构在自然界中的真实存在。还介绍了接触角的原理和接触角与粗糙表面的联系,探究了湿润的微观现象以及接触角的影响因素。不仅介绍了超亲水表面的主要制... 综述了超疏水的研究进展,在以荷叶和水黾为例介绍湿润现象的基础上,讨论了超疏水结构在自然界中的真实存在。还介绍了接触角的原理和接触角与粗糙表面的联系,探究了湿润的微观现象以及接触角的影响因素。不仅介绍了超亲水表面的主要制备方法及其相关的理论研究,还综述了超疏水材料在耐腐蚀、自清洁、织物中的应用。目前超疏水材料研究如火如荼,超疏水表面具有非常广阔的发展前景。超亲水表面材料目前还是处于大规模工业化应用之前的研究阶段,成本较高、耐久性差都是这种材料的不足之处,因此还有极大的空间有待后人去探究发掘。 展开更多
关键词 超疏水表面 湿润现象 接触角 表面粗糙度 纳米结构
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AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性 被引量:23
17
作者 赖晓明 康志新 李元元 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1299-1307,共9页
采用微弧氧化与有机镀膜技术对AZ31镁合金进行复合表面改性,分别对微弧氧化膜的形成过程及表面特征、微弧氧化膜表面有机镀膜过程、微弧氧化膜与复合膜的润湿性及耐腐蚀性进行研究。结果表明:镁合金经微弧氧化改性后,由于表面具有微纳... 采用微弧氧化与有机镀膜技术对AZ31镁合金进行复合表面改性,分别对微弧氧化膜的形成过程及表面特征、微弧氧化膜表面有机镀膜过程、微弧氧化膜与复合膜的润湿性及耐腐蚀性进行研究。结果表明:镁合金经微弧氧化改性后,由于表面具有微纳多孔粗糙结构,同时具有较高的表面自由能和极性分量,与蒸馏水接触时存在较强的范德华力和毛细管吸附力,且对强极性水分子具有很强的相溶性,使其蒸馏水的静态接触角接近0°,表现为超亲水特性;而微弧氧化膜表面再经有机镀膜复合改性后,具有较低的表面自由能,对强极性水分子具有一定的排斥作用,使其静态接触角达到113.7°,表现为疏水特性;微弧氧化膜经有机镀膜表面改性后,耐腐蚀性能明显改善,疏水复合膜层在0.1 mol/L NaCl溶液中,与基体相比,其动电位极化腐蚀电流密度减小3个数量级,而电化学阻抗提高3个数量级,表现为类似纯电容行为。 展开更多
关键词 镁合金 微弧氧化 有机镀膜 复合表面改性 超亲水 疏水 耐腐蚀性
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接触角与表面自由能的研究现状与展望 被引量:34
18
作者 张世举 程延海 +2 位作者 邢方方 李梦晗 朱真才 《煤矿机械》 北大核心 2011年第10期8-10,共3页
现代工业系统的发展使接触角和表面自由能的基础研究远落后于工业需求。回顾了接触角及表面自由能理论的发展历程,分析了接触角及表面自由能方法研究的现状,详细介绍了接触角常用的测量方法以及表面自由能计算的方法,并阐述了各种测量... 现代工业系统的发展使接触角和表面自由能的基础研究远落后于工业需求。回顾了接触角及表面自由能理论的发展历程,分析了接触角及表面自由能方法研究的现状,详细介绍了接触角常用的测量方法以及表面自由能计算的方法,并阐述了各种测量和计算方法的特点。认为接触角测量方法和表面自由能计算方法的选择要结合选用液体介质的特性。为具体的测量和计算提供了参考。展望了接触角及表面自由能理论的应用前景。 展开更多
关键词 接触角 表面自由能 现状 展望
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超疏水二氧化钛薄膜的制备及其经紫外光照射引发的超亲水性研究 被引量:12
19
作者 石彦龙 冯晓娟 +1 位作者 杨武 王永生 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2209-2214,共6页
通过水热反应,在玻璃基底上沉积生成TiO2薄膜,TiO2薄膜呈花朵状,具有微纳米级的复合结构,在其表面有大量的乳状突起,经辛基三甲氧基硅烷表面修饰后表现出良好的超疏水性,静态接触角为164°,滚动角为4°。经紫外光照射4~6 h后,... 通过水热反应,在玻璃基底上沉积生成TiO2薄膜,TiO2薄膜呈花朵状,具有微纳米级的复合结构,在其表面有大量的乳状突起,经辛基三甲氧基硅烷表面修饰后表现出良好的超疏水性,静态接触角为164°,滚动角为4°。经紫外光照射4~6 h后,其表面变为超亲水性,接触角接近0°。用红外光谱,X射线光电子能谱(XPS)对其表面物质及元素进行表征,最后用Cassie理论对膜的润湿性进行了分析。 展开更多
关键词 二氧化钛薄膜 超疏水 超亲水 接触角 润湿性
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