滴狀冷凝初始液滴形成機(jī)理的研究.pdf

1、本文以能與熱水(冷凝液)反應(yīng)的鎂表面作為冷凝表面，在實驗中通過控制過冷度和冷凝時間而實現(xiàn)蒸汽在鎂表面的初始冷凝，然后應(yīng)用電子探針和掃描電鏡分析冷凝前后試件表面化學(xué)成分的變化，用于推斷蒸汽的初始冷凝狀態(tài)是核狀還是薄膜狀。 首先通過稱重法測定鎂與熱水的反應(yīng)速率，從而得出該反應(yīng)的活化能 Ea =75.24KJ/mol，指前系數(shù) A=3.05×10<'7>。根據(jù)阿倫尼烏斯方程，可以計算出鎂與熱水在各個溫度下的反應(yīng)速率。反應(yīng)速率計算結(jié)果表

2、明，在幾秒鐘的反應(yīng)時間內(nèi)鎂表面上所形成的氧元素含量水平足以在電子探針及掃描電鏡上檢測出來，從而說明鎂作水蒸汽的冷凝表面以記錄初始凝液形成狀態(tài)是可行的。 以機(jī)械拋光和磁控濺射兩種方法制備鎂表面，原子力顯微鏡的檢測結(jié)果表明，機(jī)械拋光表面粗糙度在微米級，磁控濺射所得鎂膜表面平均粗糙度為23nm左右。通過電子探針檢測磁控濺射鎂膜厚度為 21μm，這說明襯底完全被鎂覆蓋。所以磁控濺射法制備的鎂膜適宜作為本實驗用的冷凝表面，并能滿足冷凝實驗

3、后電子探針面掃描的要求。 初始冷凝實驗中，通過控制過冷度和冷凝時間而實現(xiàn)鎂表面初始冷凝液核的形成，然后利用電子探針和掃描電鏡進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示初始冷凝后鎂表面上氧元素的含量隨著過冷度和冷凝時間的增加而增加，并且氧元素在表面上的分布是不均勻的。而且電子探針和掃描電鏡兩種方法所檢測的得結(jié)果基本吻合，充分說明了本研究方法和結(jié)果的可靠性，即凝液與鎂表面反應(yīng)所留下的痕跡能真實的反應(yīng)初始凝液的形成狀態(tài)。利用反應(yīng)動力學(xué)推算出的初始液滴所占面積