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表面润湿性是固体表面的重要特征之一,在一定的外部激励作用下会发生润湿状态的转变,从而导致表面物理特性的显著变化,润湿性转变在微流体系统、可调透镜及润滑减阻等方面表现出广阔的应用前景。电润湿作为一种能满足实时性要求的润湿性转变外部激励方式受到广泛关注,为了解决由于介电层击穿及接触角饱和导致的润湿性变化幅度不足问题,还需要从润湿性转变的影响因素和影响机理方面进行研究。论文对表面微观结构及电润湿工艺要素影响润湿性转变的规律和机理进行了研究,主要工作和结论包括以下几个方面: (1)表面微观结构影响润湿性的理论研究。润湿状态转变过程实质上是克服不同润湿状态间能量位垒的过程,论文在吸收国内外相关研究成果的基础上,对表面微观结构影响润湿状态转变的物理机理进行了研究,为实验设计和实验结果分析提供了理论依据。 (2)电润湿工艺要素影响接触角变化的数值模拟。接触角测量仪很难捕捉到电润湿过程中接触角的瞬时变化,为了揭示施加电压后接触角的变化过程,利用有限元仿真软件Comsol对不同电压及介电层厚度下电润湿的动态过程进行了数值模拟。初步的仿真结果表明,接触角从三相接触线处开始变化;液滴高度先升高再降低最后趋于稳定,是一个波动过程。研究工作为后续复杂表面电润湿数值计算打下了基础。 (3)不同表面特征条件下电润湿行为的实验研究。制备了表面具有微米结构、纳米结构及微纳复合结构的样片进行电润湿实验,研究表面微观结构影响电润湿性能的规律。结果表明:表面微观结构几何特征影响润湿性转变;表面微纳复合结构提高疏水稳定性,但不利于提高电润湿接触角变化幅度;表面微观结构影响润湿性的试验结果与能垒理论分析结论相符。