微液滴/注液界面摩擦力的主/被动控制及其机理研究

作     者：张亚锋 张学仁 顾兴士 齐慧敏 余家欣 ZHANG Yafeng;ZHANG Xueren;GU Xingshi;QI Huimin;YU Jiaxin

作者机构：西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010 中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室四川绵阳621000 

基　　金：四川省科技厅项目(2020YJ0124,2022ZHCG0050) 中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室开放课题(IADL20210103,IADL20210403)资助 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2023年第43卷第9期

页      码：1063-1071页

摘      要：通过结合主/被动方式控制微液滴/注液表面的摩擦力,并研究了界面摩擦力的变化机理.结果表明:当注入流体二甲基硅油黏度从10 mm2/s增至100 mm2/s时,界面摩擦力从约15μN增至40μN;当外加电压从0 V增至240 V,摩擦力可以从15μN增至45μN左右;当外加电压从240 V逐渐降至0 V,摩擦力可以从45μN降至15μN左右,摩擦力实现了3倍范围内的动态调节.分析表明,增加注液表面二甲基硅油黏度会增强微液滴/注液界面氢键作用,导致摩擦力增加.在电压作用下,微液滴/注液表面发生介质上电润湿行为,有效界面张力随电压发生改变,实现固液界面摩擦力的动态调节.因此,通过改变黏度的被动方式和电压控制的主动方式可以有效调节微液滴/注液表面的摩擦力,研究成果可为微流体控制系统微通道表面的优化设计及微液滴的精确输送提供技术和理论指导.

主 题 词：注液界面 电压 界面摩擦 界面调控 电润湿 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.16078/j.tribology.2022109

馆 藏 号：203123965...