微纳尺度毛细芯吸液特性

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2016年第3期

论文作者：郑晓欢 王野 李红传 纪献兵 徐进良

文章页码：488 - 495

关键词：微纳尺度;毛细芯;爬升高度;毛细吸力;渗透率;

摘    要：为提高相变传热中毛细芯的吸液性能,以4种粒度（d_a=556 nm⁷3.8μm）的球形铜粉并添加不同体积分数的Na₂CO₃（φ=0%⁴0%）,用粉末烧结的方法制备不同规格的毛细芯,采用红外热成像法测定液体在其内部的爬升高度,用高速摄影捕捉液滴被吸入的运动过程,以此为基础对微纳尺度毛细芯的吸液特性进行研究。结果表明:不同的颗粒直径及掺盐比可使毛细芯内部结构产生明显的差异,从而显著影响毛细芯的毛细特性和液体在其内部的爬升高度。当φ=0%时,与d_a=556 nm的毛细芯相比,d_a=73.8μm的毛细芯中液体的爬升高度增加约373 mm;而对d_a=24.1μm的毛细芯,最佳掺盐比φ=30%,液体所达到的最大爬升高度约518 mm,相比φ=0%的毛细芯,液体爬升高度提升45%。液滴被吸入的运动过程表明,由于纳米级毛细芯的毛细吸力较大,在液滴吸入初期可使其产生较大的变形,但由于渗透率较小导致完全吸入液滴所用时间较长,可见毛细芯吸液过程是毛细吸力和渗透率协同作用的结果,可通过调节金属粉末直径和掺盐比获得最优性能。