液滴斜面沉积动力学行为与滑移量研究

【作者】 狄琳森； 田雨； 彭子寒； 占子熠； 叶冬； 关寅； 黄永安； 来五星；

【机构】 华中科技大学数字化制造装备与技术国家重点实验室； 华中科技大学能源与动力工程学院；

【摘要】 不同于液滴在水平面上的沉积动力学行为,液滴在沉积到斜面上因有斜面方向的分速度,导致液滴除了发生铺展和回缩行为外,还会沿斜面产生一定的滑移量。而该滑移量对曲面喷印等基于液滴沉积的工艺而言,会严重影响到曲面喷印图案的分辨率和定位精度。对此,我们利用高速摄像机对斜面液滴沉积动力学行为展开了实验研究,通过MATLAB图像处理程序获取了实验图像中的液滴沿斜面的滑移量。本文重点分析了基板倾斜角和液滴碰撞速度这两个因素对液滴滑移量的影响,通过实验数据拟合,分别得到了滑移量关于基板倾斜角和液滴碰撞速度的函数关系,并对比了不同接触角基板上的滑移量大小。此外,针对液滴后期稳定锚固状态进行了受力分析,得到了液滴停止滑移的力学条件为:接触角滞后引起的锚固力能够克服液滴向下产生滑移的重力分力与切向速度产生的切向惯性力之和(F_γf>F_tan+F_g)。本文对液滴斜面沉积动力学行为的详实研究,有助于提高对曲面喷印工艺中液滴曲面沉积过程的认识,为曲面高分辨率、高精度喷印工艺提供一定的理论指导。更多还原