發(fā)布時(shí)間：2021-01-11 00:00

　　采用真空座滴法研究了高溫下基體粗糙度對(duì)金屬/金屬非反應(yīng)性潤(rùn)濕體系潤(rùn)濕性能的影響,所選材料體系為AgCu28/Cu。發(fā)現(xiàn)粗糙度可顯著促進(jìn)該潤(rùn)濕體系的潤(rùn)濕性能,隨著粗糙度的增加,潤(rùn)濕角逐漸減小,最后趨近于一個(gè)最小值,而潤(rùn)濕半徑隨粗糙度線性增加。當(dāng)金屬液體在粗糙表面潤(rùn)濕時(shí),其潤(rùn)濕模型可分為基體表面的粘性流動(dòng)和微觀V型槽內(nèi)的毛細(xì)流動(dòng)兩部分,2種模式下的潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)均符合冪指數(shù)規(guī)律�；w表面液滴的潤(rùn)濕驅(qū)動(dòng)力符合楊氏方程,在微觀V型槽流動(dòng)時(shí)會(huì)存在一種額外的毛細(xì)管力,使體系最終潤(rùn)濕角變小,從而獲得更好的潤(rùn)濕性。 

【文章來(lái)源】：稀有金屬材料與工程. 2017,46(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

Cu基體粗糙表面照片

是飽和的液態(tài)合金，基板中的Cu元素不會(huì)向合金液體中溶解，也不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，屬于典型的非反應(yīng)潤(rùn)濕體系。圖2為AgCu28/Cu潤(rùn)濕樣品的截面照片，可以看出，AgCu合金冷卻后仍保持其共晶組織，基體中的銅沒(méi)有向液體中遷移的現(xiàn)象。圖3為AgCu28合金在具有不同粗糙度的Cu基體表面潤(rùn)濕時(shí)，潤(rùn)濕樣品的俯視圖及最終潤(rùn)濕半徑隨粗糙度的變化曲線。本實(shí)驗(yàn)中Cu基體的粗糙度(Ra)分別為16，203，337，589，664和887nm，由圖3a可以看出，相同質(zhì)量的AgCu28合金在不同粗糙度的表面潤(rùn)濕時(shí)，最終潤(rùn)濕半徑隨粗糙度的增加迅速增加。圖2AgCu28/Cu潤(rùn)濕體系截面SEM照片F(xiàn)ig.2SEMimageofcross-sectionofAgCu28/Cuwettingsystemab50μm

·1434·稀有金屬材料與工程第46卷圖5AgCu28合金在具有不同粗糙度的Cu基體表面潤(rùn)濕時(shí)三相線處的SEM照片F(xiàn)ig.5SEMimagesofthetriplelineregionofAgCu28alloyspreadingonCusubstratewithdifferentRa:(a)16nm,(b)203nm,(c)337nm,(d)589nm,(e)664nm,and(f)887nm是圓柱形時(shí)，n=1/5[25]。圖6為AgCu28合金在光滑的Cu基體表面潤(rùn)濕時(shí)的潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)曲線，看出潤(rùn)濕半徑隨潤(rùn)濕時(shí)間的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，通過(guò)軟件進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)n=1/5，這與Heine等人的研究結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)球形液滴和圓柱形液滴在惰性基體表面潤(rùn)濕時(shí)具有不同的潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)規(guī)律[25]。當(dāng)AgCu28液滴在粗糙表面潤(rùn)濕時(shí)，從圖5可以看出，部分液體在三相線外部沿著微觀的溝槽流動(dòng)，因此此時(shí)粗糙表面可以看作是由相互連通的微觀溝槽(V型槽)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)液滴在這些毛細(xì)或V型溝槽內(nèi)流動(dòng)時(shí)，受毛細(xì)管力驅(qū)動(dòng)。Rye等人[20]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于較寬范圍的表面張力和粘度的比值圖6AgCu28合金在光滑的Cu基體表面潤(rùn)濕的動(dòng)力學(xué)曲線Fig.6Wettingkineticofnon-reactiveAgCu28alloyonsmoothCusubstrate(γ/μ)，V型槽的角度(α)和V型槽的深度(h0)，液滴在微觀V型槽內(nèi)的流動(dòng)距離R與時(shí)間的平方根呈正比關(guān)系，其關(guān)系式如式(2)所示。同時(shí)，其研究還發(fā)現(xiàn)式中的K(α,θ)項(xiàng)對(duì)潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)影響很校20()=(,)hRtKt（2）對(duì)比圖4中AgCu28合金分別在光滑表面和粗糙表面潤(rùn)濕照片可以明顯看出，合金液體在微觀的V型槽流動(dòng)對(duì)潤(rùn)濕具有重大的影響，因此，本實(shí)驗(yàn)中AgCu28合金液體在粗糙的Cu基體表面潤(rùn)濕也遵循式(2)中的R-t1/2的基本動(dòng)力學(xué)規(guī)律[26-29]。對(duì)比金屬液體在兩種模式下的鋪展動(dòng)力學(xué)，在粗糙表面以上，n=1/5或n=1/10，而在毛細(xì)管力的作用下n=1/2，可見(jiàn)金屬液體?


本文編號(hào)：2969662