微纳二级结构硅表面上液滴接触角的求取方法技术

一种微纳二级结构硅表面上液滴接触角的求取方法，包括以下步骤：采用微纳米几何测量仪进行测量所给定的二级微纳结构的结构尺寸，测得微纳米结构的边长、间距和高度；采用Young方程、Wenzel方程和CB方程推导中的一般假设，在此假设下，计算微、纳米尺寸下的粗糙度因子与面积分数；根据微米结构下和纳米结构下的浸润状态的不同，将二级微纳结构的浸润状态划分为四种情况，推导所四个匀布棱台‑半球型微纳二级结构的系统自由能计算式并简化计算式。借助Visual Studio2012软件中的C++程序编译模块，运用数值法计算出不同浸润状态下的系统自由能，找出稳定状态下的界面最小自由能，并得出其对应的接触角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微纳二级结构硅表面上液滴接触角的求取方法。
技术介绍
众所周知，接触角法是最方便、应用最广泛的表征固体表面的标准方法之一，从接触角可以推导出一系列有关的表(界)面关系。而接触角，是指固‐液‐气三相点交点处气‐液界面的切线与固‐液交界线之间的夹角，它是表征液体对固体润湿程度的重要参数。将液体置于固体表面上，其平衡形状取决于固体表面能，液体表面能以及固、液界面能之间的平衡关系，达到平衡时总界面能最小。此时，液相表面与固相表面的接触界面处，形成相对的面间角，称之为接触角。接触角的定义为在固、液、气三相交界面处，气液相界面与固液相界面之间的夹角，接触角的现象非常复杂，如何理解它的形成一定程度上还有争论。接触角的重要性在于：一方面它在与表面润湿有关的技术问题以及环境和生物现象中有重要作用；另一方面它也是有关固液表面上表面张力的表现。通过对接触角的研究，可以获得固、液、气分子互相作用的诸多信息，如表面润湿性、表面粗糙度、固液界面张力等，因此，接触角的准确获取对于研究超疏水材料、研究液滴的冷凝过程以及集水设备的开发有着极其重要的意义。表面张力的平衡使得体系总能量趋于最小，液滴静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微纳二级结构硅表面上液滴接触角的求取方法，包括以下步骤：(1)采用微纳米几何测量仪进行测量匀布棱台‑半球型微纳二级结的结构尺寸，测得微米结构的上下，边长、间距和高度(a10,a11，b1,h1)以及纳米结构的半径与间距(r，b2)；(2)采用Young方程、Wenzel方程和CB方程推导中的一般假设，在此假设下，计算微、纳米尺寸下的粗糙度因子与面积分数(r1，r2，f1，f2)；(3)根据微米结构下和纳米结构下的浸润状态的不同，将二级微纳结构的浸润状态划分为四种情况，根据四种不同的液滴稳定状态下的浸润状态，推导所四个给定的表面二级微纳结构的系统自由能计算式并简化计算式；(4)借助Visua...

【技术特征摘要】
1.一种微纳二级结构硅表面上液滴接触角的求取方法，包括以下步骤：(1)采用微纳米几何测量仪进行测量匀布棱台-半球型微纳二级结的结构尺寸，测得微米结构的上下，边长、间距和高度(a10,a11，b1,h1)以及纳米结构的半径与间距(r，b2)；(2)采用Young方程、Wenzel方程和CB方程推导中的一般假设，在此假设下，计算微、纳米尺寸下的粗糙度因子与面积分数(r1，r2，f1，f2)；(3)根据微米结构下和纳米结构下的浸润状态的不同，将二级微纳结构的浸润状态划分为四种情况，根据四种不同的液滴稳定状态下的浸润状态，推导所四个给定的表面二级微纳结构的系统自由能计算式并简化计算式；(4)借助VisualStudio2012软件中的C++程序编译模块，运用数值计算出不同浸润状态下的系统自由能，找出稳定状态下的界面最小自由能，并得出其对应的接触角。2.根据权利要求1所述的给定表面二级微纳结构下的液滴接触角求取方法，其特征在于：步骤(1)中用微纳米几何测量仪进行测量所给定的二级微纳结构的结构尺寸，测得二级结构中微米结构的上下，边长、间距和高度(a10，a11，b1，h1)以及纳米结构的半径与间距(r，b2)。3.权利要求1所述的给定表面二级微纳结构下的液滴接触角求取方法，其特征在于：步骤(2)中采用Young方程、Wenzel方程和CB方程推导中的一般假设，在此假设下，计算微、纳米尺寸下的粗糙度因子与面积分数其中，r1为微米结构的粗糙度因子，r2为纳米结构下的额粗糙度因子f1为微米结构下的面积分数，f2纳米结构下的面积分数，a10为液滴八棱台微米结...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，龙芝剑，孙笠，金焱立，董鹤，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33