基底材料对影响的比较研究

为初步揭示其中的机理，选取3种典型柔性基底材料，即打印纸、硅胶和橡胶板［9］。在高度H为900 mm、针头内径di为1.6 mm时，分别使GaIn24.5下落到这3种基底表面。碰撞后GaIn24.5液膜的形态如图4.2所示。从图中可以看出，对于打印纸和橡胶板，液滴碰撞后形成的GaIn24.5液膜在2 ms左右很快即从中间收缩破裂，而硅胶板上的液膜则一直保持完整，肉眼观察可见，约3 min后，液膜才会出现收缩迹象，但由于该时间超出高速摄影机的记录时间，所以此处未予展示。推测这是由于相较打印纸和橡胶板而言，GaIn24.5与硅胶板的黏附性较好所致。另外，在硅胶板上的液膜边缘，出现了清晰可见的指状突出（fingers），从机理角度看，这是由于Rayleigh-Taylor不稳定性造成的。所谓Rayleigh-Taylor不稳定性，是由两种密度不同的流体的界面加速度引起的，这里GaIn24.5液体在空气中做加速运动，而加速度的方向由空气（密度小的流体）指向GaIn24.5（密度大的流体），于是出现Rayleigh-Taylor不稳定性。事实上，通过对3种基底材料的比较，可以发现指状突出还与基底材料有关，打印纸和橡胶板上的液膜的指状突起不很明显，而硅胶板上的液膜则存在显著的指状突出。另外，在各组实验中均未观察到GaIn24.5溅射的情况，这也可以解释为何其表面张力比常见液体大得多的缘故［8］。

(https://www.xing528.com)

图4.2　GaIn24.5和不同基底材料的碰撞特性［9］

a.打印纸；b.硅胶板；c.橡胶板。