可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性 - acta phys -chim sin.pdfVIP

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) 1970 Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (10), 1970-1978 October [Article] doi: 10.3866/PKU.WHXB201408045 可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性 张友法1,* 吴 洁1 余新泉1 梁彩华2 吴 俊3 1 2 ( 东南大学材料科学与工程学院, 江苏省先进金属材料高技术研究重点试验室, 南京211189; 东南大学能源与 环境学院, 南京210096; 3 东南大学电子科学与工程学院, 南京210096) 摘要: 金属表面粗糙结构及其润湿性对其露、霜、冰的相变及传质现象有重要影响. 通过电火花微加工和化学 氧化法, 本文首先实现了铜片表面微米、纳米阵列结构的可控制备. 针对条纹, 方柱和四棱锥三种典型微米结构 特征, 对比研究了单级粗糙结构和二级复合结构超疏水表面的润湿性、结露、结霜、结冰及其融化过程. 微纳复 合结构可有效增强超疏水性, 减少霜晶形核和生长速度, 同时还能大幅度延缓结冰的时间, 多次冷热循环处理 后, 表面仍能保持较好的防霜抗冰性能. 通过经典形核理论, Brown 凝并, 一维传热及传质理论, 综合分析了冰 霜在这种表面的传质特性. 关键词: 阵列结构; 超疏水; 抗结冰; 传质 中图分类号: O647 Frost and Ice Transport on Superhydrophobic Copper Surfaces with Patterned Micro- and Nano-Structures ZHANG You-Fa1,* WU Jie1 YU Xin-Quan1 LIANG Cai-Hua2 WU Jun3 1 ( Jiangsu Key Laboratory of Advanced Metallic Materials, School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, P. R.China; 2School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, P. R. China; 3Display RD center, School of ElectronicScience and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, P. R. China) Abstract: Texture and wettability have an important influence on fogging, frosting, and icing on a metal surface. We fabricated micro- and nano-structure patterns on a copper surface by wire electrical discharge