石墨烯氧化物悬浮液在光滑表面的扩散

理解和预测液滴在固体表面的扩散对于许多应用至关重要，例如喷墨打印、印刷电子和喷雾涂覆等，其中流体为悬浮液且通常为非牛顿流体。然而，许多预测最大扩散直径的模型仅适用于牛顿流体。本文实验和理论地研究了石墨烯氧化物悬浮液液滴冲击光滑表面时的最大扩散直径，在浓度和冲击速度达到 6 g/l 和 3 m/s 的广泛范围内。随着粒子浓度的增加，流体的流变行为从粘性流体变为剪切稀薄屈服应力流体，最大扩散直径随之减小。所有浓度下的流变行为均可用赫舍尔-巴尔基模型描述，该模型允许我们确定扩散期间的特征粘度。我们利用该粘度开发了能量平衡模型，考虑粘性耗散和表面能变化，以确定给定冲击速度下的最大扩散直径。该模型包含一个无量纲参数，编码了扩散期间的动态接触角以及最大扩散时的液滴形状。我们的模型在所有浓度下均与实验数据良好一致，并与文献中牛顿流体的数据良好一致。此外，模型给出了粘性和毛细 regimes 的正确极限，并且可对牛顿流体进行解析求解。