姚一娜，刘 呈，李 聪，杨 锐

(1.中国电子科学研究院，北京 100041；2.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083；3.清华大学 工程物理系,北京 100084)

0 引言

表面温度影响液滴撞击固体表面动力学过程。当表面温度足够低，液滴冻结沉积，给输电线路、巡航飞机安全稳定运行造成严重威胁[1-3]。因此,深入研究液滴撞击固体冷表面意义重大。

针对液滴撞击固体表面影响因素研究主要包括表面结构和表面温度[4-10]：Mishchenko等[11]开展液滴撞击超疏水倾斜冷表面实验发现，液滴出现反弹现象；Bahadur等[12]发现固体表面结构、化学性质及热力学性质会影响冰珠形成过程；Jung等[13]发现固体表面粗糙度对液滴结冰过程影响显著；Remer等[14]研究不同工况下液滴撞击不同润湿性表面结冰行为发现，高湿度和低温条件下，液滴在超疏水表面依然不结冰。

开展液滴撞击超疏水冷表面可视化观测实验，观察液滴撞击出现反弹与黏附2种响应方式，分析表面温度对撞击动力学过程影响，为表面结冰界面现象与防冰/除冰机理研究提供参考。

1 实验方法

1)超疏水表面制备与表征

本文采用CuO超疏水表面，以铜片为基底，通过氧化法构建CuO纳米结构，经氟化修饰处理CuO超疏水表面[15-16]。具体加工工艺包括铜片预处理、化学氧化、疏水化处理，超疏水表面SEM结构如图1所示。采用接触角测量仪DSA25测量超疏水表面静态接触角169°、前进接触角171°、后退接触角167°，说明该表面具有良好超疏水性。

图1 CuO纳米结构扫描电镜图(SEM)Fig.1 SEM of CuO nanostructures

2)实验装置与方法

实验装置如图2所示。……