フォトリソグラフィーによる超撥水・超親水複合伝熱面

光刻法制备的超疏水/超亲水复合传热表面

基本信息

批准号：
19656058
负责人：
高田保之
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

フォトリソグラフィー手法により格子状,斑点状のパターニングを行い,その面に超撥水めっきを施すことで格子,斑点パターンの超撥水・親水混合伝熱面を作成した.超撥水面と親水面の面積比は,格子パターンでは3×3mm,4×4mm,5×5mmにおいて1:1であるが,斑点パターンでは格子直径が3mm,4mm,5mmのときそれぞれ1:2,1:1,10:1となっている。これらの伝熱面を用いたプール沸騰での実験結果を沸騰特性曲線で表すと斑点パターンでは超撥水部の面積が小さいほうが伝熱はよくなることを示した,面積比が同じである格子パターンではほとんど変わらず,格子,斑点とパターンが変わった場合でも面積比が同じであればほぼ同じ結果となった.限界熱流束は,格子パターンでは変わらず,斑点パターンでは超撥水部の面積が小さいほうが高くなることを示した.発砲開始過熱度については明確な違いが見られなかった.ここでは超撥水に対して親水部としているが,実際は銅を鏡面仕上げした面であるため,比較的接触角は大きくなった.比較のために,全面を超撥水加工した伝熱面と鏡面仕上げした伝熱面を用いてプール沸騰実験を行った.超撥水面の沸騰には鏡面仕上げ面のような核沸騰域が存在せず,過熱度がわずか3.OKにおいても超撥水面では伝熱面のほぼ全体が蒸気膜に覆われ,膜沸騰のように大きな気泡が発生された.蒸気膜は超撥水面と鏡面仕上げ面の膜沸騰域ではほぼ重なり,低い過熱度から膜沸騰していることがわかった.

采用光刻方法形成格子状和点状图案，并在表面进行超疏水镀层，形成具有格子和点状图案面积比的超疏水和亲水混合传热表面。在网格图案中，在 3 x 3 mm、4 x 4 mm 和 5 x 5 mm 时，该比例为 1:1，但在点图案中，当网格直径分别为3毫米、4毫米和5毫米。利用这些传热表面进行池沸腾的实验结果表示为沸腾特性曲线，并表明在点状图案中，超疏水部分的面积越小，传热效果越好。然而，当网格、斑点、图案发生变化时，却几乎没有变化。如果面积比相同，结果几乎相同。临界热通量在网格图案中没有变化，但在斑点图案中，随着超疏水部分的面积变小，临界热通量变得更高。关于程度烧制开始时的过热度在超疏水性和超疏水性之间没有观察到明显的差异。水部分虽然实际上是镜面处理的铜面，但接触角比较大。作为对比，我们使用了整个表面进行超防水处理的传热面和镜面处理的传热面我们进行了池沸腾实验。超疏水表面的沸腾涉及类似于镜面表面的核沸腾区域。即使过热度仅为3.OK时，超疏水表面几乎整个传热面都被蒸汽膜覆盖，并产生大气泡，类似于薄膜沸腾。成品表面几乎重叠，表明薄膜沸腾是由低过热度引起的。