Исследование термокапиллярной деформации и разрыва горизонтального слоя воды методом лазерной сканирующей конфокальной микроскопии

Abstract

The effect of thermocapillary deformation and rupture of a thin horizontal water layer on the sapphire substrate with lineal resistance heater from indic oxide (in the form of deposited path with thickness of 0.5 яm, width of 0.5 mm and length of 40 mm) is experimentally investigated. For high-precision measurements of the layer thickness, the laser scanning confocal microscope is applied. It is found that the depth of the thermocapillary deformation increases directly proportional to the heat capacity. It is suggested that the rapture occurs when in a thinning liquid layer under thermocapillary deepening space density of heat flow reaches a threshold value determined by a complex of liquid and substrate properties.

Экспериментально исследован эффект термокапиллярной деформации и разрыва тонкого горизонтального слоя воды на сапфировой подложке с линейным резистивным нагревателем из оксида индия (в виде напыленной дорожки толщиной 0,5 мкм, шириной 0,5 и длиной 40 мм). Для высокоточных измерений толщины слоя применялся лазерный сканирующий конфокальный микроскоп. Установлено, что глубина термокапиллярной деформации увеличивается прямо пропорционально мощности нагрева. Выдвинуто предположение, согласно которому разрыв происходит после того, как в утончающемся слое жидкости под термокапиллярным углублением объемная плотность теплового потока достигает порогового значения, определяемого комплексом свойств жидкости и подложки.