摘要
目的 探明合适的实验参数范围,以获取稳定的润湿状态转换信息,考察实验系统误差、实验过程参数、表面润湿性能和润湿状态转换条件等对力曲线上润湿状态转换信息的影响规律。方法 根据力曲线法的理论,计算出采用不同实验参数时获取的含有润湿状态转换信息的力曲线,并采用文献的实验结果验证理论计算分析出的实验参数影响规律。结果 采用体积为0.1 mL的液滴进行挤压液滴实验时,1μm的距离误差和0.8 mN的作用力误差即可保证力曲线上润湿状态转换信息较为明显。对于一般精度的测试系统,能保证较为明显的润湿状态转换信息的液滴体积为0.050 mL以上,加载步长的优选值区间为10~25μm,精度较高的系统可应用体积为0.010 mL的液滴。加载表面的润湿性能对力曲线上的润湿状态转换信息影响较小,待测表面在Cassie状态的润湿性能影响也较小,但待测表面在Wenzel状态的接触角大可能使代表润湿状态转换信息的凸起宽度减小。借助于润湿状态转换过程中液滴充填进超疏水表面微结构内导致的作用力下降信息,可增强力曲线上的润湿状态转换信息。结论 通过选用较小的距离误差和作用力误差,采用大体积液滴和可变加载步长,可以增强力曲线上的润湿状态转换信息,液滴充填微结构引起的力曲线上大幅度的凹陷也可以作为润湿状态转换的标志。
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