【摘 要】
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液滴的蒸发不仅是一种生活中常见的物理现象,同时也广泛存在于很多工程应用和产品设计中,如喷墨打印、生物医疗和微电子器件热管理等。对于固着液滴润湿和蒸发特性的理解至关重要。HFE7100氟化液一种新型高挥发液体,具有低沸点、无污染和蒸发潜热大等优点,在航空航天和电子设备蒸发冷却等方面具有较好的应用前景,日渐成为科研领域的热点。本文以HFE7100为对象,研究其液滴润湿和蒸发的物理现象,揭示其蒸发机制,
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液滴的蒸发不仅是一种生活中常见的物理现象,同时也广泛存在于很多工程应用和产品设计中,如喷墨打印、生物医疗和微电子器件热管理等。对于固着液滴润湿和蒸发特性的理解至关重要。HFE7100氟化液一种新型高挥发液体,具有低沸点、无污染和蒸发潜热大等优点,在航空航天和电子设备蒸发冷却等方面具有较好的应用前景,日渐成为科研领域的热点。本文以HFE7100为对象,研究其液滴润湿和蒸发的物理现象,揭示其蒸发机制,旨在促进HFE7100在相关领域快速、高效利用,具有重要的意义。本文以基板温度和基板导热系数为控制变量,实验观察了HFE7100固着液滴的蒸发过程,利用液滴形状分析仪拍摄液滴蒸发全过程中形态演变行为得到形貌特点,并记录接触角、接触直径和蒸发剩余体积随时间的变化,分析了各参数的变化规律;利用数字视频显微镜对蒸发过程中的润湿面积进行拍摄,推算润湿范围,分析了液滴的润湿特性。本文主要结论如下:（1）液滴在不同的基板温度和基板导热系数上呈现相同的蒸发模式。当基板温度升高和基板导热系数增大时,在蒸发过程中三相线处的接触角和接触线存在明显的曲线变化,其数值随着蒸发时间的推移而减小,直至蒸发完成,判断液滴始终处于混合模式的蒸发状态。（2）当基板温度从20℃加热到40℃时,接触角、接触直径和润湿面积发生显著变化;随着基板温度升高,液滴蒸发更为剧烈,尤其是基板温度从低于环境温度向高于环境温度加热时液滴形态参数发生的差异性变化较大;瞬时状态下液滴体积的演变规律直接反映出液滴的蒸发速率加快,蒸发时间减少,质量损失率与接触角呈现非线性行为,且在较低接触角蒸发时,不同基板温度上的质量损失率均能维持恒定状态。（3）当基板温度相同时,不同基板导热系数上液滴的蒸发特性存在较大差异。低导热系数基板上液滴的蒸发接触角和接触直径随着基板温度的升高,整体走向趋于一致,而高导热系数基板上液滴相关的数值迅速变化,根据实验结果推得基板导热系数对液滴的瞬态传热蒸发过程存在一定的影响。
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