课题背景目标及意义.ppt

;主要内容;;课题背景 ;新建装置常见污垢类型 ;目标 微观角度研究出污垢与金属表面的接触机理。 意义 指导用材或表面改性，为工程除污提供理论基础。 ;;润湿 　　定义：液相与固相接触时液相沿着固相表面铺展的现象。 重要性：润湿是化学清洗的关键第一步，润湿性的好坏直接决定去污效率的高低。 接触角 定义：在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，表征润湿性的关键参数。 ;研究现状 1805年，T.Young提出了著名的杨氏方程，表明了接触角与三相界面之间的定量关系； 1936年，Wenzel提出液滴完全浸入表面的全浸入模型； 1944年，Cassie提出液滴完全不浸入的零浸入模型； 1948年，Cassie-Baxter提出液滴部分浸入的半浸入模型 ; 1964年，Johnson等发现表面的前进角随粗糙度的增加而增加至趋于恒定，而后退角则先减小，然后急剧增加至趋于恒定； 1999年，Nakajima等研究了接触角、滚动角和表面粗糙度三者之间的关系； 2002年，王晓东等分别用力学方法和热力学方法导出固体表面上液滴平衡时接触角应满足的条件； 2003年，Extrand发现组成不均一的平整表面的接触角只与三相接触线处的组成有关，与固液接触面的组成无关； 2007年，郑傲然等测量了水滴在非光滑表面的接触角，发现材料表面几何结构直接影响接触角的大小； 2009年，李小兵等设计了两种凹坑微观结构表面，深入研究了界面能、液滴重力，微观结构等对界面润湿的影响 ;;建立金属粗糙表面的分形模型 建立液滴与分形粗糙表面的接触模型 对接触表面进行接触力学分析 对接触表面进行流体力学分析 对固体污垢进行接触力学与流体力学分析 基于上述机理进行钝化研究 提出提高清洗效率的工程措施;;建立金属粗糙表面的分形模型 1.研究意义： (1)表面微观结构的定性和定量分析是后续研究的基础 (2)分形参数较之传统表面粗糙度参数有优点 2.研究内容： (1)金属表面结构的定性分析 (2)分形理论对形貌图像定量分析;建立金属粗糙表面的分形模型 3.具体工作： (1)扫描电镜观察金属表面结构 (2)轮廓分析仪测定表面轮廓曲线 (3)计算传统表面粗糙度参数 (4)用分形理论对形貌图像定量分析 (5)计算分形维数;建立液滴与分形粗糙表面的接触模型 1.研究意义： (1)接触模型建立之后接触角计算式确定 (2)能定量分析液体污垢与金属表面的接触 2.研究内容： (1)建立液滴与分形粗糙表面的接触模型 (2)分析各金属表面参数对接触角及其滞后的影响 ;建立液滴与分形粗糙表面的接触模型 3.具体工作： (1)建立液滴与粗糙表面的接触模型 (2)确定接触角及其滞后的计算式 (3)分析表面参数对接触角的影响 (4)分析分形维数对接触角的影响 ;对接触表面进行接触力学分析 1.研究意义： (1)量化微观作用力 (2)找到减小液滴与金属表面粘附功的办法 2.研究内容： (1)测定各表面作用力，得粘附功表达式 (2)分析各金属表面参数对微观力的影响 ;对接触表面进行接触力学分析 3.具体工作： (1)测定表面接触的范德华力 (2)测定液滴与粗糙表面之间的毛细作用力 (3)分析表面参数对各微观力的影响 (4)分析分形维数对各微观力的影响 ;对接触表面进行流体力学分析 1.研究意义： (1)指导微通道表面功能结构的设计 (2)找到减小清洗液流动阻力的办法 2.研究内容： (1)通过可视化实验，研究微槽表面参数对微细通道内 流动特性的影响 (2)设计有减阻效果的粗糙表面 ;对接触表面进行流体力学分析 3.具体工作： (1)依托金属表面形貌制备相似表面 (2)考察表面参数对微通道流动特性的影响 (3)考察分形维数对微通道流动特性的影响 (4)设计有减阻效果的粗糙表面 ;对固体污垢进行接触力学与流体力学分析 ;基于上述机理进行钝化研究 1.研究意义： (1)钝化是防止设备再污染的关键一步 (2)钝化效果的好坏决定设备寿命的长短 2.研究内容： (1)金属表面参数对钝化效果的影响 (2)酸洗漂洗钝化一步实现法研究;基于上述机理进行钝化研究 3.具体工作： (1)选定钝化剂，考察表面参数对钝化效果的影响 (2)复配试剂，实现酸洗漂洗钝化一步实现 ;; 2013.10.01~2013.10.31 建立金属粗糙表面的分形模型 2013.11.01~2013.11.10 建立液滴与分形粗糙表面的接触模型 2013.11.11~201