氧化液态金属中的马兰戈尼指进不稳定性
流体动力学
2020-11-20 v1 软凝聚态物质
摘要
共晶镓铟(EGaIn)是一种室温液态金属合金，具有室温下任何液体最大的表面张力，却仍可发生指进不稳定性。该效应源于：在施加电压下，氧化物沉积于金属表面，导致界面张力降低，从而在重力下铺展。理解室温液态金属的铺展动力学对发展柔性电子及理解极端表面张力液体的流体动力学十分重要。当施加电压或氧化速率过高时，EGaIn发生指进不稳定性，包括因界面马兰戈尼应力引起的尖端分裂。我们的实验将EGaIn液滴置于电解质(氢氧化钠)中进行；通过将EGaIn放于铜电极上(EGaIn易润湿铜)，我们得以控制EGaIn指的初始宽度，从而设定铺展的初始条件。观察到两次转变：(1)所有指失稳分裂为更窄指的最小电流密度；(2)较宽指发生单次分裂为两个较窄指的电流密度。我们给出了作为电流密度与初始指宽函数的相图，并确定了不发生单次尖端分裂的最小宽度。
引用
@article{arxiv.2011.10016,
title = {Marangoni Fingering Instabilities in Oxidizing Liquid Metals},
author = {Keith D. Hillaire and Michael D. Dickey and Karen E. Daniels},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10016},
year = {2020}
}