液体蒸发现象的发生是自然现象中最普通的现象之一,同时也是一个极为重要的自然过程,目前研究人员对液滴蒸发的研究已经广泛应用于气象估算、喷雾干燥、航空航天、医疗保健和消防安全等各个领域。但是现有对液滴蒸发的研究都处于基础性探索,并且科研人员的一部分研究成果还存在分歧。因此,急需深入探究液滴蒸发过程中特性的动态演变和完全蒸发后留下的沉积图案,以及颗粒在蒸发过程中的受力状况,使沉积图案能得到进一步控制,颗粒受力情况可以得到量化进而得到理论规律。本文利用实验仪器DSA100,观察在三种不同表面粗糙度(0.1、0.15和0.2?m)光学玻璃表面上,含有七种不同粒径尺寸比例颗粒(10nm:30nm=1:0、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5和0:1)定浓度(1g/L)的三氧化二铝-去离子水纳米流体液滴的蒸发过程,记录液滴蒸发过程中蒸发特性随时间的变化。并在蒸发结束后,利用3D数字视频显微镜和3D表面形状测量仪观察附着在固体表面上的沉积图案,并记录沉积图案的基本特征。结合液滴的蒸发过程,分析粗糙度和颗粒比例对液滴蒸发过程和沉积图案形成的影响,得到以下结论:(1)实验结果表明:固定表面粗糙度和溶液中粒子多种粒径之比是影响液滴蒸发过程中蒸发时间的重要因素,同时固体表面粗糙度是影响液滴蒸发过程中初始接触角和接触角变化速率的重要因素。随着溶液中10nm颗粒所占比例的增加,液滴的蒸发时间和增大速率随之增大,而随着固体表面粗糙度的增加,液滴的初始接触角和液滴蒸发过程中接触角减小速率都随之降低。(2)液滴完全蒸发后的沉积图案样貌受溶液中粒子多粒径之比和多粗糙度的影响,在本次实验过程中一共形成两种明显的沉积图案:三环结构(溶液中含有两种粒径的四氧化三铝纳米颗粒)和双环结构(液中仅含一种粒径的四氧化三铝纳米颗粒)。固体表面粗糙度和溶液中所含粒子多粒径比是影响液滴沉积图案的重要因素。并且,随着粗糙度和溶液中10nm颗粒所占比例的增大,三环结构内嵌的双环结构逐渐向液滴中心方向缩小,外环图案和颗粒间隙逐渐消失,均匀覆盖纳米颗粒的面积逐渐增大,粒子聚集体逐渐减少。(3)固体表面粗糙度和溶液中所含粒子多粒径比是影响液滴沉积图案咖啡圈高度参数的重要因素。随着表面粗糙度增加和溶液中10nm颗粒所占比例的增大,毛细管效应和Marangoni效应整体呈现减小的趋势,沉积图案中咖啡圈的高度缓慢降低,堆积层数目逐渐减小。由于咖啡圈高度最小时,其数值仍然远远大于最大粒子直径,推断咖啡圈图案为多层颗粒堆积构成。