dewetting是什么意思，dewetting的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

dewetting（反润湿） 指的是一种材料科学和界面化学现象，指原本均匀覆盖在固体基底表面的液体薄膜（或涂层）自发地发生收缩、破裂，最终聚集成孤立液滴的过程。它与“润湿”（wetting）行为相反，是体系趋向于降低表面能的热力学自发过程。

其核心机制和特点包括：

1. 热力学驱动力：当液体在固体表面的接触角大于0°（通常大于90°时更显著），表明液体对基底的附着力弱于液体分子间的内聚力。此时，液体倾向于收缩以减少与基底接触的面积，从而降低整个系统的自由能。杨氏方程描述了接触角θ与固-气(γ_sv)、固-液(γ_sl)、液-气(γ_lv)界面张力之间的关系：

   $$

   gamma{sv} = gamma{sl} + gamma_{lv} cos theta

   $$

   当θ > 0°时，cosθ < 1，意味着γ_sv < γ_sl + γ_lv，此时液体倾向于反润湿。

2. 动力学过程：反润湿通常始于薄膜中出现孔洞或厚度波动（如由范德华力或热扰动引起）。这些孔洞会不断扩大，周围的液体向孔洞边缘回缩（retraction）。随着孔洞合并和液体回缩，连续的薄膜会破裂成网状结构（lace structure），最终碎片收缩形成离散的液滴。对于较厚的薄膜，还可能发生瑞利不稳定性（Rayleigh instability），导致薄膜在厚度方向产生波动并断裂成液滴链或液滴。

3. 影响因素：

   • 界面张力：固-液、液-气、固-气界面张力是决定性因素。
   • 基底性质：表面的化学组成、粗糙度、均匀性（缺陷、污染）会显著影响反润湿的发生和模式。
   • 液体性质：粘度影响反润湿的速度，分子量或颗粒含量也可能影响。
   • 温度：高温常促进反润湿，因增加了分子迁移率并可能改变界面张力。
   • 薄膜厚度：较薄的膜更容易因扰动产生孔洞而反润湿。

4. 应用与影响：

   • 负面效应：在半导体工业中，光刻胶或金属薄膜的反润湿会导致电路缺陷；在涂层领域，反润湿会造成漆膜缩孔、起皱、附着力下降；在生物医学涂层或润滑剂应用中，反润湿会破坏功能层的均匀性和有效性。
   • 正面利用：有时反润湿现象被用来制造纳米颗粒阵列、微液滴或特定的表面微纳结构。

参考资料：

1. 美国物理联合会《应用物理评论》综述：详细讨论了薄膜不稳定性的物理机制，包括反润湿的热力学和动力学基础。来源：AIP Publishing - Reviews of Modern Physics (需根据具体文章检索，例如搜索关键词“thin film instability dewetting”)
2. 英国皇家化学会《材料化学期刊》：发表了大量关于聚合物薄膜、纳米粒子悬浮液等体系反润湿的实验和理论研究文章，探讨基底处理、添加剂等对反润湿的影响。来源：Royal Society of Chemistry - Journal of Materials Chemistry
3. 美国国家标准与技术研究院（NIST）材料数据库与资源：提供关于界面科学、润湿性测量的标准和基础数据，有助于理解反润湿的物理参数。来源：NIST Materials Science and Engineering Division

网络扩展资料

"dewetting" 是一个专业术语，常见于材料科学、表面化学及电子工程领域，以下是其详细解释：

1.基本定义

• 词义：指液体（如熔融焊料或涂层材料）在固体表面先覆盖后收缩的过程，导致液体从原本润湿的表面部分或完全脱离，形成不规则的残留物或液滴。该现象是润湿（wetting）的逆过程。
• 词源：由前缀 "de-"（表示反向）和 "wetting"（润湿）组合而成，字面意为“去润湿”。

2.技术领域的应用

• 电子焊接：在焊接过程中，若焊料因温度或材料兼容性问题无法稳定附着金属表面，会引发dewetting，导致焊点缺陷（如虚焊）。
• 材料涂层：在薄膜涂层技术中，dewetting可能导致涂层不均匀或出现孔洞，影响材料性能。

3.与润湿（Wetting）的对比

• 润湿（Wetting）：液体在固体表面铺展开并稳定附着，接触角小于90°（如水滴在玻璃表面）。
• 去润湿（Dewetting）：液体收缩聚集，接触角增大，甚至完全脱离表面（如焊料在金属表面回缩）。

4.具体场景示例

• 火箭推进剂：研究表明，燃料颗粒与黏合剂的dewetting行为是推进剂损伤的主导因素。
• 纳米材料：在纳米级薄膜中，dewetting可能通过形成特定图案用于制备微结构。

"Dewetting" 描述的是液体从固体表面脱离的动态过程，其研究对工业制造（如电子元件焊接）和材料科学（如薄膜稳定性）具有重要意义。如需更深入的机制分析（如热力学驱动因素），可参考专业文献或权威技术手册。

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