銅基表面無機(jī)納米結(jié)構(gòu)的原位構(gòu)筑及滴狀冷凝傳熱性能研究.pdf

1、冷凝傳熱作為一種普遍存在的相變過程，在化工、海水淡化及環(huán)境控制等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用。滴狀冷凝相比于膜狀冷凝可以提高液滴的更新速率，此外通過材料表面疏水化改性將進(jìn)一步強(qiáng)化材料冷凝傳熱性能。本論文以此為切入點(diǎn)，在銅試件表面原位構(gòu)筑了ZnO納米線簇及Cu(OH)2楞狀納米針結(jié)構(gòu)。經(jīng)低表面能物質(zhì)修飾后對樣品表面微液滴的冷凝界面現(xiàn)象及滴狀冷凝傳熱性能進(jìn)行了觀察及定量測量。同時(shí)對其實(shí)現(xiàn)高效冷凝傳熱的機(jī)理進(jìn)行了簡要分析。該研究對于理解納米結(jié)構(gòu)與傳熱性

2、能的構(gòu)效關(guān)系具有重要的意義，同時(shí)為開發(fā)新的傳熱納米材料及器件以實(shí)現(xiàn)高效的能源利用提供了條件。
　　論文主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)銅基表面ZnO納米線簇的滴狀冷凝傳熱性能研究。采用電化學(xué)沉積結(jié)合化學(xué)浴的方法實(shí)現(xiàn)了ZnO納米線簇結(jié)構(gòu)在銅基表面的原位構(gòu)筑，經(jīng)過低表面能物質(zhì)修飾后實(shí)現(xiàn)了納米結(jié)構(gòu)表面微尺度冷凝液滴的融合和高效自驅(qū)離行為。進(jìn)一步結(jié)合冷凝界面現(xiàn)象證實(shí)該納米結(jié)構(gòu)樣品相對于疏水光滑樣品可以提升液滴更新速率且長時(shí)間保持界面液

3、滴微尺度和自驅(qū)離。對其冷凝傳熱性能測試表明：該納米結(jié)構(gòu)樣品可以極大提高傳熱性能，在40℃蒸汽溫度下較光滑樣品其熱通量可提升200％以上，傳熱系數(shù)最高時(shí)可提升270%。
　　(2)銅基表面Cu(OH)2楞狀納米針的滴狀冷凝傳熱性能研究。采用電化學(xué)沉積法在銅基表面原位構(gòu)筑了Cu(OH)2楞狀納米針結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有分層次的納米形貌且具有極低的固液界面粘附，促使小尺度冷凝微液滴高密度成核及高效自驅(qū)離，實(shí)現(xiàn)表面液滴的快速更新。進(jìn)一步對其冷凝