[发明专利]一种用于消除微纳多孔表面沸腾迟滞效应的PTFE疏水修饰多孔表面的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于消除微纳多孔表面沸腾迟滞效应的PTFE疏水修饰多孔表面的制备方法。包括（1）多孔金属表面预处理：首先使用稀硫酸溶液除去表面氧化物，然后用高浓度碱液清洗表面油污，接着使用去离子高纯水冲洗若干次，烘干后备用；（2）多孔金属表面疏水修饰：在配置好的PTFE颗粒乙醇悬浮液中，多孔金属表面作为阴极，在一定的直流电压下进行电泳沉积，使得PTFE颗粒附着到多孔金属表面；（3）修饰后的疏水多孔金属表面烧结。本发明通过PTFE修饰的方法，将亲水的微纳多孔结构转化为表观疏水的多孔结构，从而使得多孔结构的激活温度大大降低，从而达到消除沸腾迟滞现象的目的。

技术领域

本发明涉及一种用于消除微纳多孔表面沸腾迟滞效应的PTFE疏水修饰多孔表面的制备，属于传热传质领域。

背景技术

微/纳米结构表面处理技术是强化沸腾传热的重要技术手段（CN106435665A、CN105258548A、CN103822519A）。微纳多尺度结构在增强沸腾传热的同时，通常也伴随着比较明显的沸腾迟滞效应（Poniewski, M.E.,. International Journal of ThermalSciences, 2004. 43(5): p. 431-442.）。这种现象体现在沸腾曲线图中则为热流密度逐渐上升阶段的沸腾曲线与热流密度逐渐下降曲线不重合。Poniewsk（Poniewski, M.E.,.International Journal of Thermal Sciences, 2004. 43(5): p. 431-442.）综述了以池沸腾曲线为基础的六种不同类型沸腾迟滞效应。Wojcik在紫铜纤维毡多孔表面验证了上述六种沸腾迟滞效应（Wojcik, T.M.. Experimental Thermal and Fluid Science,2009. 33(3): p. 397-404）。Ahn et al在氧化石墨烯修饰的铜表面上也发现了type-III型沸腾迟滞现象（Ahn, H.S., et al., International Journal of Heat and MassTransfer, 2014. 78: p. 224-231.）。Wang et al.在微纳双尺度多孔表面发现了成核迟滞型的沸腾迟滞效应（Wang, Y.-Q., et al., International Journal of Heat andMass Transfer, 2018. 119: p. 333-342.）。

通常沸腾迟滞现象被认为是不利于工业运用时对稳定性的要求的（Poniewski,M.E.,. International Journal of Thermal Sciences, 2004. 43(5): p. 431-442.）。所以，在保持微纳多尺度结构优异的沸腾传热性能的同时，如何减弱或者消除沸腾时的迟滞效应，是将微纳结构表面推向实际运用时面临的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种通过疏水材料修饰来解决多孔材料表面在沸腾过程中出现沸腾迟滞效应的方法。

为实现上述目的，本发明采用在多孔结构表面修饰PTFE的方法来制备消除沸腾迟滞效应的疏水多孔表面。其特点在于基层金属多孔表面为亲水结构，而经过PTFE疏水修饰后，其表观显示为疏水。电泳沉积PTFE颗粒的过程中，所选用的多孔金属表面为亲水表面。

一种用于消除微纳多孔表面沸腾迟滞效应的PTFE疏水修饰多孔表面的制备方法，包括以下步骤：

（1）多孔金属表面预处理：首先使用稀硫酸溶液除去表面氧化物，然后用高浓度碱液清洗表面油污，接着使用去离子高纯水冲洗若干次，烘干后备用；

（2）多孔金属表面疏水修饰：在配置好的PTFE颗粒乙醇悬浮液中，多孔金属表面作为阴极，在一定的直流电压下进行电泳沉积，使得PTFE颗粒附着到多孔金属表面；