饮用水水垢是用户普遍关注的问题,其不但影响饮水感官,质疑饮水安全,而且易在供水设施及饮水器壁上结垢,对用户生活与工业生产中产生影响。现有对生水检测的水质指标不能直接反映烧水水垢生成量,且同样条件下不同器壁上结垢差异较大,表明器壁材料及表面特性对结垢有重要影响。本文基于烧水水垢的生成原理,提出一种烧水水垢生成量快速检测方法,探究了水垢在不同器壁界面形成及附着特性,研究成果为饮用水品质提升、供水设施材料选择和开发提供理论支撑。烧水破坏饮用水碳酸平衡而形成水垢,提出负压破坏碳酸平衡形成水垢,建立水垢引起的浊度差与水垢生成量的关系,建立烧水水垢生成量的快速检测方法;选择常见的铜、不锈钢、镀锌、铁、铝、玻璃、聚乙烯（PE）、三型聚丙烯（PPR）8种板材,经过反复长时间烧水结垢,测定水垢在不同板材界面上附着量、腐蚀量、水垢覆盖形貌、附着晶型和粘附性能等材料表面结垢的宏观特性;借助扫描电镜,探究了材料表面特性与初始微观结垢特性之间的关联关系;通过材料表面与水垢之间的界面原子力,探究不同材料表面水垢粘附聚集的成因。本论文研究如下:（1）水垢产生的原因是温度升高破坏碳酸平衡,利用负压快速破坏水中碳酸平衡,建立了水垢与浊度差之间的函数,提出了烧水水垢的快速检测方法和相应的装置。（2）结垢宏观特性研究表明,铁表面附着量最大（59.0mg）,PPR表面附着量最小（10.5mg）;材料腐蚀质量中铁的腐蚀质量最大（12.5mg）,非金属材料基本无腐蚀质量,可以看出材料的抗腐蚀性能越好越难以结垢;对于宏观水垢覆盖形貌来说,在反复烧水后器壁面上的水垢存在形式有所差异,镀锌、铁主要以聚集状态的层状垢存在,不锈钢、铜、铝以及三种非金属板材主要是颗粒状态的水垢。可以看出水垢在器壁面上的分布形式是宏观结垢巨大差异的原因:如果材料表面形成一层一层覆盖的垢状将加快后续结垢,而形成散乱的颗粒垢则会防止后续结垢。不锈钢、铁、铝表面附着晶型主要都为方解石,而铜和镀锌表面主要为文石,还有少量方解石和草酸钙。玻璃表面主要为文石,PPR表面主要为草酸钙,PE表面为球霰石;利用超声去除板材上附着的水垢发现,镀锌的去除效果最差、铜、铝、铁、不锈钢次之,非金属板材的去除最好。（3）结垢微观特性研究表明,在四种情景（60℃,p H=7、80℃,p H=7、60℃,p H=9、80℃,p H=7）条件下,无论哪一种情景下铁表面水垢结垢量最大,而玻璃表面水垢结垢量最小。对于材料特性来说,材料表面的粗糙度大,容易提供更多的成核位点,导致水垢聚集在特定区域以层状分布为主,使得后期形成大尺寸水垢并覆盖表面。反之,会形成散乱的颗粒水垢。接触角越大会导致前期水垢附着量越大,从而影响宏观结垢质量。表面自由能则影响水垢起始阶段的形貌变化从而影响宏观晶型,高表面能会形成更多的文石或混合晶型,低表面能则是形成更多的方解石。（4）利用原子力显微镜测定不同材料表面及垢层形成后的作用力,表明当材料表面亲水时,材料表面易形成薄膜水层,能够有效防止结垢;不同时段水垢之间的粘附力受到了首次结垢特性的影响,未形成垢层时颗粒间粘附力小于形成垢层时颗粒将粘附力,其原因可能是垢层导致粘附界面粗糙度变大,粘附力增加而水垢颗粒容易聚集,形成不同的水垢覆盖形貌现象。