离散微液滴在导电非均匀润湿性表面的热物理特性研究

针对高热流密度微小芯片在狭小空间散热的紧迫需求，提出在传热表面涂覆亲水性高电导性材料ITO薄膜和憎水性OTS薄膜复合形成非均匀润湿性表面，以提高微液滴在表面的散热和蒸发速率，并进一步在非均匀润湿性表面外加电场来控制和优化微液滴在表面的润湿特性。项目将研究气动微型喷嘴和喷墨打印机针头得到10-1000微米的单个去离子水、乙醇、煤油和磷酸盐水液滴；采用PIV成像系统、高速摄像仪、多普勒图形测速仪和红外热成像仪，开展离散化微液滴在导电非均匀润湿性表面撞击、铺展、传热、蒸发和聚并过程研究，得到液滴的速度、接触角、温度场、蒸发速率及内部速度场，量化考察表面润湿性、外加电场的影响，结合离散格子玻尔兹曼方法模拟，揭示过程的科学本质与共性规律，得到控制微细液滴与非均匀润湿性表面相互作用的新方法。项目实施将促进微液滴驱动散热技术和理论的进一步发展，为微液体控制散热技术在工业技术领域的应用起到推动作用。