實驗名稱：潤濕(shi)狀態轉變及其(qi)影響潤滑(hua)性(xing)能的實驗(yan)研究(jiu)

　　測試目的：本節(jie)主要是實驗(yan)材料的(de)選(xuan)擇、制(zhi)備，并(bing)建立實驗(yan)平臺，進行(xing)介電(dian)(dian)潤濕的(de)實驗(yan)研究。首先介紹各種實驗(yan)材料的(de)選(xuan)擇和制(zhi)備方法，其次測量在(zai)不同(tong)結構表面經過(guo)疏(shu)水處理(li)后去離(li)子水的(de)接觸(chu)角(jiao)(jiao)和滾動角(jiao)(jiao)，最后測量在(zai)加電(dian)(dian)和去電(dian)(dian)液滴接觸(chu)角(jiao)(jiao)的(de)改變(bian)和填(tian)充狀態(tai)，并(bing)對其規律進行(xing)研究。

　　測試設備：電壓放大器、信號發生器、接(jie)觸角測量儀(yi)等。

　　實驗過程：

　　圖1：電潤濕試驗(yan)操作臺

　　實驗前先(xian)進行電(dian)潤(run)濕試(shi)驗樣片(pian)和介電(dian)層和疏(shu)水(shui)的(de)制備，然后搭建如圖1所示的(de)電(dian)濕潤(run)試(shi)驗平臺(tai)，實驗電(dian)源選用(yong)信號發生器(qi)和電(dian)壓放大(da)器(qi)組合使用(yong)；采用(yong)接(jie)觸角測量(liang)儀(yi)測量(liang)水(shui)（5μl)在加電(dian)和去電(dian)情(qing)況下(xia)的(de)接(jie)觸角，液滴狀態和填充情(qing)況的(de)變化，用(yong)接(jie)觸角測量(liang)儀(yi)測量(liang)加電(dian)和去電(dian)下(xia)滾(gun)動角的(de)變化。

　　實驗結果：

　　圖2：電(dian)潤(run)濕(shi)粗糙表面液滴狀態

　　實驗過(guo)程(cheng)重(zhong)要的(de)(de)(de)一個特征是(shi)(shi)可(ke)(ke)直接視覺觀察在(zai)電(dian)(dian)潤(run)(run)濕(shi)誘導(dao)下液(ye)(ye)滴(di)(di)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)轉變。圖2是(shi)(shi)液(ye)(ye)滴(di)(di)在(zai)電(dian)(dian)潤(run)(run)濕(shi)表面粗糙度(du)φ=0.18；rm=2.25；h=60μm的(de)(de)(de)微(wei)結(jie)構表面狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。左邊的(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)(di)在(zai)未(wei)施加(jia)電(dian)(dian)壓情況下清楚的(de)(de)(de)看到(dao)液(ye)(ye)滴(di)(di)處于(yu)Cassie狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)，因(yin)為(wei)可(ke)(ke)以(yi)清楚地看到(dao)柱(zhu)(zhu)與(yu)柱(zhu)(zhu)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)背(bei)景(jing)(jing)燈光(guang)。通過(guo)直接觀測可(ke)(ke)以(yi)確(que)認Cassie狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)存在(zai)，通過(guo)柱(zhu)(zhu)與(yu)柱(zhu)(zhu)之(zhi)間(jian)光(guang)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)見度(du)確(que)定Cassie狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)實驗相似(si)。液(ye)(ye)滴(di)(di)中心(xin)的(de)(de)(de)白(bai)色區(qu)域(yu)是(shi)(shi)由背(bei)光(guang)光(guang)學(xue)效應引起的(de)(de)(de)。右邊是(shi)(shi)在(zai)施加(jia)電(dian)(dian)壓為(wei)130V時(shi)液(ye)(ye)滴(di)(di)轉變為(wei)Wenzel狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。另外圖中電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)施加(jia)方(fang)式(shi)是(shi)(shi)通過(guo)一根(gen)導(dao)線與(yu)液(ye)(ye)滴(di)(di)頂部接觸。由于(yu)在(zai)柱(zhu)(zhu)與(yu)柱(zhu)(zhu)之(zhi)間(jian)未(wei)看到(dao)背(bei)景(jing)(jing)光(guang)透過(guo)，而是(shi)(shi)被液(ye)(ye)滴(di)(di)填充，所(suo)以(yi)可(ke)(ke)以(yi)確(que)認液(ye)(ye)滴(di)(di)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)為(wei)Wenzel狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。

　　圖(tu)3：不同柱(zhu)高液滴初始狀態(tai)（左圖(tu)為低(di)微米柱(zhu)；右圖(tu)為納米柱(zhu)高）

　　用(yong)(yong)直(zhi)接視(shi)覺觀察的方(fang)法(fa)來確定液滴轉變(bian)的開始被用(yong)(yong)在本文所(suo)有實(shi)驗中(zhong)。但對于低柱高(gao)或(huo)高(gao)φ值的微結構，直(zhi)接視(shi)覺觀察的方(fang)法(fa)卻不(bu)(bu)適用(yong)(yong)（如圖4-9所(suo)示），因為在Cassie狀態(tai)高(gao)密度(du)柱高(gao)顯著(zhu)的降(jiang)低了(le)可(ke)(ke)用(yong)(yong)區域(yu)的光通道(dao)，不(bu)(bu)可(ke)(ke)以直(zhi)接視(shi)覺觀察其(qi)初始狀態(tai)。

　　?電壓放大器推薦：ATA-2082

　　圖：ATA-2082高壓放大器指標參數

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