[發(fā)明專利]測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置及方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910501030.3 | 申請(qǐng)日: | 2019-06-11 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN110132798A | 公開(kāi)(公告)日: | 2019-08-16 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 張亞鋒;湯程;吳曉蘭;王永寧;余家欣;何洪途;齊慧敏 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 西南科技大學(xué) |
| 主分類號(hào): | G01N13/00 | 分類號(hào): | G01N13/00 |
| 代理公司: | 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369 | 代理人: | 賈曉燕 |
| 地址: | 621010 四川*** | 國(guó)省代碼: | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 液滴 測(cè)量電場(chǎng) 帶電極板 固液界面 待測(cè)液 電場(chǎng) 極板 高速攝像機(jī) 合攏 分離運(yùn)動(dòng) 拉伸作用 拉壓裝置 實(shí)驗(yàn)裝置 圖像處理 向后運(yùn)動(dòng) 形態(tài)變化 壓縮 兼容性 接觸線 測(cè)液 拉伸 下液 測(cè)量 記錄 | ||
1.一種測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置,其特征在于,包括:
塑料透明操作箱;
水平底板,其設(shè)置在塑料透明操作箱內(nèi);
電動(dòng)位移平臺(tái),其通過(guò)支撐架連接在水平底板的上方;且所述電動(dòng)位移平臺(tái)的伸縮平臺(tái)朝向所述水平底板;
銅板,其連接在水平底板上;
下極板,其通過(guò)導(dǎo)電凝膠粘結(jié)在銅板上;
導(dǎo)電拉壓桿,其一端連接在電動(dòng)位移平臺(tái)的伸縮平臺(tái)上,另一端通過(guò)導(dǎo)電凝膠粘結(jié)在上極板上,以使所述上極板位于下極板的上方,且所述上極板和下極板形成液滴容納空間;
電源,其設(shè)置在水平底板上,所述電源的正極與不銹鋼拉壓桿連接,負(fù)極與銅板連接;
高速攝像機(jī),設(shè)置在水平底板上,且所述高速攝像機(jī)的攝像頭對(duì)準(zhǔn)上極板和下極板形成的液滴容納空間。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置,其特征在于,所述下極板包括:硅片、鍍?cè)诠杵系慕^緣層和涂覆于絕緣層上的疏水層。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置,其特征在于,所述絕緣層為200~400nm的SiO2涂層,所述疏水層為特氟龍層。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置,其特征在于,所述上極板包括:硅片和涂覆于絕緣層上的疏水層。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的裝置,其特征在于,所述導(dǎo)電拉壓桿為不銹鋼拉壓桿。
6.一種采用如權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的裝置測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、將待測(cè)固體表面切割后得到極板原料,然后對(duì)極板原料進(jìn)行清洗和干燥處理,采用極板原料制備下極板和上極板;
步驟二、采用導(dǎo)電材料制作成導(dǎo)電拉壓桿,使用導(dǎo)電凝膠將導(dǎo)電拉壓桿的一端粘結(jié)于電動(dòng)位移平臺(tái)的伸縮平臺(tái)上;
步驟三、將上極板通過(guò)導(dǎo)電凝膠粘結(jié)在導(dǎo)電拉壓桿的另一端,將下極板通過(guò)導(dǎo)電凝膠粘接在銅板上,并將銅板安裝于水平底板上,使上極板與拉壓桿、下極板和銅板分別處于導(dǎo)通狀態(tài),將電源的正極與導(dǎo)電拉壓桿連接,負(fù)極與銅板連接;
步驟四、在銅板表面的下極板上滴加待測(cè)液滴,調(diào)節(jié)電動(dòng)位移平臺(tái)使導(dǎo)電拉壓桿末端的上極板位于液滴正上方約5mm處,開(kāi)啟電源設(shè)定電壓值;
步驟五、開(kāi)啟高速攝像機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程,開(kāi)啟電動(dòng)位移平臺(tái)使其按設(shè)定速度運(yùn)動(dòng),使上極板、下極板與待測(cè)液滴接觸并完成合攏和分離動(dòng)作,從而使待測(cè)液滴完成壓縮和拉伸運(yùn)動(dòng),使待測(cè)液滴的接觸線發(fā)生向前和向后移動(dòng);
步驟六、將高速攝像機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,測(cè)量出液滴在受到壓縮時(shí)和拉伸時(shí)的前進(jìn)角和后退角。
7.如權(quán)利要求6所述的采用裝置測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的方法,其特征在于,所述步驟一的具體過(guò)程為:將表面鍍有200~400nm的SiO2涂層的硅片切割為15mm×15mm標(biāo)準(zhǔn)樣品,隨后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行超聲波清洗5min,用吸水紙吸取表面的水分,將其干燥,保持表面干凈清潔;將清潔后的標(biāo)準(zhǔn)樣品置于臺(tái)式勻膠機(jī),旋涂特氟龍乳液;臺(tái)式勻膠機(jī)旋涂參數(shù)為:低速500r/min狀態(tài)下旋涂20s;高速3000r/min狀態(tài)下旋涂30s;最后將旋涂過(guò)的實(shí)驗(yàn)樣品放置于200℃烤箱中烘烤2h后待其自然冷卻,得到下極板;
將純硅片樣品表面噴涂疏水液,放置自然干燥,得到上極板;
所述上極板的表面疏水性小于下極板的表面疏水性,即上極板的表面接觸角小于下極板的表面接觸角。
8.如權(quán)利要求6所述的采用裝置測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的方法,其特征在于,所述導(dǎo)電拉壓桿的制備方法為:取長(zhǎng)度為80~150mm,外徑為0.5mm,內(nèi)徑為0.25mm的不銹鋼管制成導(dǎo)電拉壓桿。
9.如權(quán)利要求6所述的采用裝置測(cè)量電場(chǎng)下固液界面前進(jìn)/后退角的方法,其特征在于,所述步驟四中,電壓值為0~200V;所述步驟五中,電動(dòng)位移平臺(tái)的移動(dòng)速度為0.01~0.02mm/s。
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