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材料表面润湿性的影响因素及预测模型

蒋华义  张亦翔  梁爱国  齐红媛  
【摘要】:目的预测不同材料表面和液体之间的润湿性能。方法选取9种不同板材以及14种实验液体,采用60—1200目砂纸打磨所有平板,得到具有不同粗糙度和表面能的实验材料。利用控制变量法,分别研究了液体表面张力、固体粗糙度和固体表面能对接触角的影响。然后进行了三因素十水平的均匀设计实验,并应用SPSS软件对实验结果进行了线性分析。结果在不同液体的作用下,随着表面张力的增加,接触角不断增大,其中蒸馏水的表面张力最大,为70.13 m N/m,其在三种材料中的接触角也最大。在具有相同粗糙度的材料表面,随着表面能的增加,接触角减小,固体表面能最大(67.72 m J/m2)时,接触角达到最小值,为25.1°。在具有相同表面能的材料表面,随着粗糙度的增加,接触角呈现两种相反的趋势:当θ90°时,随着粗糙度的增加,接触角不断增大;θ90°时,随着粗糙度的增加,接触角不断减小。通过均匀设计得到了接触角的预测模型,发现液体表面张力对接触角影响的权重最大,固体表面能次之,粗糙度最小。结论通过SPSS软件拟合得到了真实材料表面接触角与其影响因素的定量关系式,针对现场管材和液体的选型进行了理论指导,从而有效降低了输送过程中的阻力损失。

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