沟槽与方柱阵列结构的微铣削和加工表面疏水性

TG174; 采用理论分析与试验结合的方法研究沟槽与方柱阵列结构参数对水滴在其表面接触角的影响。基于适用于光滑表面的Young氏方程和适用于粗糙表面的Wenzel模型及Cassie-Baxter模型，建立沟槽结构和方柱阵列结构的Wenzel模型公式以及Cassie-Baxter模型公式，计算出水滴在其表面的接触角理论预报值。采用直径0.1 mm微铣刀加工出相应的沟槽结构和方柱阵列结构表面，测量水滴在加工表面上的接触角，并与理论预报值进行比较分析。研究结果表明，沟槽与方柱阵列结构可以使水滴在其表面的接触角增大，接触角随着微结构间距增加而增大，随着凸台(方柱)宽度增大而减小。沟槽结构与方柱阵列结构对接触角的影响规律不尽相同：沟槽结构表面上水滴在垂直于沟槽方向和平行于沟槽方向的接触角有差异并且相互影响；水滴在沟槽结构表面有着更稳定的接触角变化，而在方柱阵列结构表面有更大的接触角，并且更接近球状。