可以。根据你给的 6 篇文献，我建议不要把“接触角”和“撞击”塞进同一套实验里一次性做完，而是建立一套共用熔盐制备/液滴发生平台 + 两个独立实验模块：

1. 高温静滴模块：专门测熔盐/铝的静态、动态接触角；
2. 高温撞击模块：专门研究 $We$、液滴温度、铝表面温度、粗糙度以及后续撞击/铺展/回缩/飞溅/凝固。

这样最容易把机理拆开，也最容易形成论文。

先强调一个很重要的实验前提：下面我按你说的“金属铝/铝合金表面”设计。如果你所说的热电偶表面实际上是氧化铝 Al₂O₃ 陶瓷保护管，那就必须把基底全部换成 Al₂O₃，因为金属 Al 和 Al₂O₃ 的润湿、导热、表面化学完全不同。另外，如果实际热电偶表面温度可能超过约 660°C，也要重新确认，因为真正的金属铝在这个温度附近已经不能作为固体基底使用。

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一、先确定熔盐体系：我建议这样选

你给的混合氯化盐文献非常适合拿来做实验盐体系。该文献采用 NaCl、KCl、LiCl，通过静态熔融法制备二元/三元混合盐；原料在制备前先 120°C 干燥 24 h，然后称量、静态熔融、充分保温、冷却、研磨并密封保存。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

文献数据里：

• KCl-LiCl = 50:50 wt%，相变温度约 354.9°C；
• KCl-LiCl = 80:20 wt%，相变温度约 351.0°C；
• 三元 NaCl:KCl:LiCl = 1:3:6，测到约 349.9°C；
• 三元 1:2:7 约 350.2°C。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf) (关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

但文献专门做了循环稳定性验证的是：

• KCl-LiCl = 50:50；
• NaCl-KCl-LiCl = 10:50:40。

作者最终把这两种列为优化体系。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

因此我不建议直接只选一种，而是做一个很小的前期筛选。

推荐方案

主实验盐：KCl-LiCl = 80:20 wt%

原因是：

• 二元体系，化学组成简单，后续分析最清楚；
• 文献测得 $T_m\approx351°C$，已经很低；
• 比三元体系少一个变量；
• LiCl 比例也没有 1:3:6 三元体系那么高，实验操作稍容易。

同时准备：

对照盐：KCl-LiCl = 50:50 wt%

它的熔点只高约 4°C，但文献循环稳定性验证更充分。文献五次循环后的平均相变温度约 355.5°C。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

如果最终你想让盐组成稍微更接近垃圾焚烧环境中常见的 Na/K 氯盐，再扩展到 NaCl-KCl-LiCl，不要第一阶段就上三元。

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二、熔盐的具体制备步骤

以一次制备 100 g KCl-LiCl 80:20 wt% 为例。

2.1 原料

建议：

• KCl，无水，分析纯或 ≥99.5%
• LiCl，无水，分析纯或 ≥99.5%
• 高纯 Al₂O₃ 坩埚，带盖
• Al₂O₃ 研钵/研杵
• 干燥氩气或氮气

称量：

$$m_{\mathrm{KCl}}=80.00\;g$$ $$m_{\mathrm{LiCl}}=20.00\;g$$

建议天平精度至少 0.001 g，如果能用 0.1 mg 分析天平更好。

LiCl 的吸湿是这个实验非常需要注意的问题。你给的文献也明确把称量和密封过程吸湿以及混合不均匀列为实验误差来源。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

2.2 预干燥

严格按你给的文献：

120°C，24 h。

最好不是普通开放烘箱，而是：

• 真空干燥箱；或者
• 持续通干燥 N₂/Ar 的烘箱。

干燥结束后不要放在实验室空气里慢慢冷却。

最好：

烘箱 → 干燥器/手套箱 → 称量。

2.3 混合

称取 KCl 80.00 g、LiCl 20.00 g。

在干燥环境中用 Al₂O₃ 研钵混合约 10 min。

然后装入高纯 Al₂O₃ 坩埚并加盖。

不要用普通不锈钢坩埚直接作为第一选择，因为你的研究最终就是盐/金属界面问题，不希望坩埚溶出的 Fe、Cr、Ni 等改变熔盐组成。

2.4 第一次静态熔融

这里我建议把“文献复现”和“你实际撞击实验用盐”区分开。

文献原方法是从约 35°C 加热至 600°C，总加热时间约 3 h，并在完全熔化后继续保温超过 2 h，然后冷却、研磨、密封。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

但是对于你的实验，我不建议以后每一批盐都机械加热到 600°C。

你的盐液相线只有约 350°C，所以正式使用时建议：

室温 → 150°C，保温 30 min
150 → 300°C，2–3°C/min
300 → 450°C，2°C/min
450°C 保温 2 h
自然冷却至室温。

也就是用：

$$T_{\rm preparation}\approx T_{\rm liquidus}+100K$$

足够使盐完全熔化和均匀化，同时降低挥发、坩埚腐蚀以及组成漂移。

这一点属于我根据你的实验目的对文献方法做的改进，不是原文规定。

2.5 二次均匀化

第一次熔融、冷却后：

• 在干燥环境中取出盐块；
• 破碎；
• 重新研磨；
• 再在 430–450°C 熔融 1 h。

这样可以明显减小文献所指出的“静态熔融过程中混合不均匀”的问题。

最终盐冷却后：

破碎成 2–5 mm 小块，装入密封瓶，放干燥器/手套箱保存。

不建议长期保存细粉，因为细粉吸湿更严重。

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三、正式做撞击之前必须先做 DSC

这个步骤不要省。

你以后所有：

• $T_d$
• $T_s$
• 过热度
• 凝固条件

都不要直接拿论文的“351°C”作为绝对真值，而是以你自己这一批盐的 DSC 测量值作为 $T_{\rm liquidus}$。

你提供的文献 DSC 条件包括约 8 mg 样品、高纯氮保护/吹扫、60 mL/min，并进行了温度和灵敏度校准。(关于混合氯化盐的制备及热性质的研究.pdf)

至少得到：

• onset temperature；
• peak temperature；
• liquidus/phase transition temperature；
• latent heat；
• 连续 3 个循环是否重合。

以后统一定义：

$$\Delta T_d=T_d-T_m$$

其中 $T_m$ 就用你自己 DSC 得到的液相转变温度。

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四、整套实验平台怎么搭

我建议总体结构为：

熔盐储液坩埚 → 加热微喷嘴/毛细管 → 单滴控制机构 → 可调落高 → 铝基底温控台 → 高速成像

你给的几篇文献其实可以很好地组合起来。

高炉熔渣那篇在高温炉中央使用带底孔的坩埚 + 控制杆堵住出口 + 可移动挡板只让一个液滴落下，这是非常适合改造成熔盐发生器的。(熔融高炉矿渣滴在不同表面上的动态撞击行为的实验可视化与理论分析.pdf)

Aziz 和 Chandra 则采用了压力驱动熔体经过小管生成单滴，并加热液滴下落通道来控制撞击时实际温度。(熔融金属液滴的冲击、反冲和飞溅.pdf)

所以你的发生器最好设计成：

text
       Ar/N2 压力
          ↓
 ┌────────────────┐
 │ 高温熔盐储液罐 │  Tdrop
 │   380~450°C    │
 └───────┬────────┘
         │
      陶瓷阀
         │
   Al2O3/BN 毛细管
         ↓
        ● 熔盐滴
         │
     激光触发器
         │
        H
         │
         ↓
 ─────────────────
      铝基底
   加热/温控平台
 ─────────────────

毛细管初步可以选：

内径 0.8–1.2 mm。

通过内径、熔盐温度和气压调整，争取形成：

$$D_0=2.5\pm0.2\ {\rm mm}$$

的稳定液滴。

第一阶段不要追求几十微米的真实工业尺度。你的几篇撞击文献也是先用毫米级液滴获得清晰的动力学数据；Aziz 那篇甚至明确讨论了将 2–3 mm 实验液滴的数据进一步缩放到更小热喷涂液滴的思路。(熔融金属液滴的冲击、反冲和飞溅.pdf)

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五、设备清单

建议按“必须有”和“升级项”采购/搭建。

模块	设备	推荐能力
熔盐制备	真空/惰性气体干燥箱	≥150°C
熔盐制备	马弗炉/管式炉	≥500°C
熔盐制备	高纯 Al₂O₃ 坩埚	50–200 mL
定量	分析天平	0.1–1 mg
热分析	DSC	≥500°C
液滴发生	加热熔盐储罐	300–500°C
液滴发生	Al₂O₃/BN 毛细管	ID约0.5–1.5 mm
液滴发生	Ar 压力控制	0–50 kPa 表压
基底	PID 加热台	RT–500°C，±1–2°C
温度	K/N 型细丝热电偶	0.1–0.25 mm
温度	高速 DAQ	≥5–10 kHz
成像	高速相机	建议 ≥5000 fps
镜头	100–200 mm 微距/长工作距离	10–20 μm/pixel 左右
光源	高亮 LED 背光 + diffuser	支持 ≤50 μs曝光
同步	激光+光电二极管触发	μs–ms级
表面	轮廓仪/白光干涉仪	Ra/Sa
后处理	光学显微镜	必须
后处理	SEM/EDS	强烈建议
温度升级	IR相机/高温测温仪	建议有
表面升级	XPS	有条件再做

你给的 2024 年平板撞击论文使用了 Phantom v311，约 1190–2441 fps、50–65 μs 曝光，并用背光阴影法获取清晰轮廓。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

你的熔盐液滴在 350–450°C 范围、尺寸又可能更小，我建议直接把目标定为 5000 fps 左右，20–50 μs曝光；如果有 10,000 fps 会更好。

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六、实验 A：熔盐/铝高温接触角

这是第一篇文章应该重点做好的实验。

6.1 为什么接触角必须单独测

文献中的做法是“轻轻放置熔融液滴”，而不是让它高速撞击，再由侧视图测接触角。2024 年论文也是单独进行了轻柔沉积的接触角实验。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

尤其重要的是：

测真正意义上的液态接触角时，铝表面温度必须高于熔盐液相线。

Aziz 的锡液滴实验发现，在高温、不会凝固的基底上，推进角和后退角可以正常定义；而在冷表面，液滴边铺展边凝固，接触角的定义就变得困难。(熔融金属液滴的冲击、反冲和飞溅.pdf)

所以你的实验必须明确区分：

$T_s>T_m$

称：

• equilibrium contact angle；
• advancing contact angle；
• receding contact angle。

$T_s<T_m$

不要轻易称“平衡接触角”。

应该叫：

apparent dynamic contact angle under solidification

即“凝固条件下表观动态接触角”。

这在论文概念上会严谨很多。

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6.2 铝试样

第一阶段用平板，不要直接拿圆柱热电偶做。

推荐尺寸：

20 mm × 20 mm × 2 mm。

材料优先级：

1. 与真实热电偶完全相同的 Al/Al 合金；
2. 如果暂时不知道，用高纯 Al 做机理实验；
3. 后期再用实际材料验证。

建议做三档粗糙度：

状态	推荐 Ra
镜面	<0.05–0.10 μm
中等	0.3–0.5 μm
粗糙	1–2 μm

因为文献表明，表面粗糙度和基底热物性都会影响高温液滴的铺展；高炉熔渣实验还专门使用热吸收能力/热惯性去解释撞击差异。(熔融高炉矿渣滴在不同表面上的动态撞击行为的实验可视化与理论分析.pdf)

每块 Al 在实验前：

1. 砂纸逐级研磨；
2. 必要时 1 μm 金刚石抛光；
3. 丙酮超声 5–10 min；
4. 无水乙醇/IPA 超声 5–10 min；
5. N₂ 吹干；
6. 测 Ra/Sa；
7. 立即装进实验腔。

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七、铝的氧化膜一定要作为实验因素

这是我认为你研究里最容易被低估、但最后很可能最重要的变量之一。

金属铝表面天然就带 Al₂O₃ 氧化膜，而且在 400°C 加热之后，表面状态不会与刚刚打磨后的室温铝完全一样。

所以至少区分：

• S1：机械抛光后的自然氧化表面
• S2：热氧化表面
• S3：实际热电偶服役后的表面

比如 S2 可用统一的：

450°C 空气中预氧化 1 h

作为一个人为控制的“热氧化表面”。

重点不是这个 1 h 一定最好，而是以后整篇论文里必须保证：

表面氧化历史是可重复、可描述的。

否则今天打磨完 5 min 测，明天打磨完 2 h 测，你得到的接触角差异可能根本不是粗糙度造成的。

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八、静态接触角具体实验步骤

假定你的 DSC 测得：

$$T_m=351^\circ C$$

第一轮设置：

$$T_s=370,\ 400,\ 450^\circ C$$

相当于：

$$T_s-T_m\approx+20,+50,+100 K$$

熔盐储液温度建议：

$$T_d=T_m+40\sim60K$$

即约：

390–410°C。

具体操作：

1. 将 Al 试片安装到高温加热台；
2. 通入干燥 Ar 或干燥空气；
3. 升温至目标 $T_s$；
4. 保温至少 10 min，使表面温度稳定；
5. 熔盐储罐保持 $T_d\approx T_m+50K$；
6. 毛细管尖端距离 Al 表面约 1–2 mm；
7. 缓慢形成液滴；
8. 让其依靠自身重量轻柔落下；
9. 第一阶段高速拍摄 500–1000 fps；
10. 随后降低到 50–100 fps，连续记录 10–30 s；
11. 得到左右接触角 $\theta_L(t)$、$\theta_R(t)$；
12. 每个工况至少重复 5 次。

2024 年的熔融液滴实验也是每个撞击速度至少重复 5 次确认重复性。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

接触角不要只报一个数字。

建议最终至少画：

$$\theta(t)$$

并报告：

• $t=50$ ms；
• 100 ms；
• 500 ms；
• 1 s；
• 最终稳定值。

如果一直缓慢变化，就不要强行定义 equilibrium angle，而要讨论反应性润湿/时间依赖润湿。

图像处理方面，比简单 ImageJ 手动画切线更推荐：

Young-Laplace/ADSA 轮廓拟合。

左右两侧分开测，并报告：

$$\theta=\frac{\theta_L+\theta_R}{2}$$

及左右差值。

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九、第一阶段接触角实验矩阵

先别搞几十个变量同时变化。

我建议：

主矩阵

$$3\ T_s \times3\ Ra\times5\ repeats=45\ tests$$

即：

因素	水平
熔盐	KCl-LiCl 80:20
$T_d$	$T_m+50K$
$T_s$	$T_m+20,\,+50,\,+100K$
Ra	<0.1、0.5、2 μm
气氛	固定干燥空气
液滴直径	2.5±0.2 mm
重复	n=5

然后在最典型的：

$$T_s=T_m+50K$$

下单独比较三种氧化膜状态。

这样就可以得到：

$$\theta=f(T_s,Ra,\text{oxide state})$$

这已经足够形成非常完整的一套润湿结果。

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十、实验 B：熔盐液滴撞击铝表面

撞击实验要把两个东西分离出来：

一个是流体动力学

主要由：

$$We=\frac{\rho U_0^2D_0}{\sigma}$$ $$Re=\frac{\rho U_0D_0}{\mu}$$ $$Oh=\frac{\mu}{\sqrt{\rho\sigma D_0}}$$

控制。

另一个是传热/凝固

主要由：

• $T_d$
• $T_s$
• $T_m$
• $c_p$
• $L$
• 铝的导热能力
• 接触热阻

控制。

你给的 2024 年论文已经很好地说明了这一点：撞击动力学由液滴尺寸、速度、液滴物性、基底粗糙度、润湿性、导热性质和温度共同控制。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

因此第一轮实验不要一开始就换盐组成。

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十一、我最推荐的主撞击矩阵

固定：

• KCl-LiCl = 80:20 wt%
• $D_0=2.5\pm0.2$ mm
• $T_d=T_m+40K$
• 法向撞击；
• 镜面 Al；
• 自然氧化表面；
• 干燥空气。

只改变两个主因素：

1. 撞击速度

$$U_0=0.5,\ 1.0,\ 1.5,\ 2.0\ {\rm m/s}$$

2. 铝表面温度

建议不要直接用整数温度，而是围绕熔点设计：

$$T_s=T_m-150K$$ $$T_s=T_m-50K$$ $$T_s=T_m+20K$$ $$T_s=T_m+100K$$

如果 $T_m\approx351°C$，就是大约：

200、300、370、450°C。

这样特别漂亮，因为四种状态的物理意义很明确：

$T_s$	物理意义
$T_m-150K$	强凝固
$T_m-50K$	中等凝固
$T_m+20K$	刚刚不凝固
$T_m+100K$	明显等温/高温润湿

总实验数：

$$4U\times4T_s\times5=80$$

80 次已经能做出非常有价值的：

$We-T_s$ 撞击行为图谱。

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十二、撞击速度不要用“落高理论值”作为最终值

这个问题非常重要。

落高只能作为控制量。

真正论文中使用的 $U_0$ 必须直接从高速视频测：

$$U_0=\frac{\Delta s}{\Delta t}$$

取撞击前最后 3–5 帧液滴质心位置进行线性拟合。

2024 年平面液滴实验也是通过撞击前连续图像中的质心位移计算实际撞击速度，而不是只用 $\sqrt{2gH}$。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

建议落高先设：

• 10 mm
• 30 mm
• 60 mm
• 115 mm
• 必要时 200 mm

然后再根据测得的 $U_0$ 调整。

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十三、比撞击速度更关键：必须测“撞击瞬间液滴温度”

这是我认为你整套实验里优先级最高的测量之一。

不要把：

熔盐坩埚设定 400°C

直接写成：

液滴温度 400°C。

高炉熔渣文献明确指出自由下落期间会发生降温，因此作者专门测量撞击瞬间的实际液滴温度 $T_0$。(熔融高炉矿渣滴在不同表面上的动态撞击行为的实验可视化与理论分析.pdf)

石蜡实验里也发生了同样的事情：发生器设置 140°C 和 100°C，真正撞击后的液滴只有约 123°C 和 95°C。(石蜡滴子撞击金属基底时的回弹与固化现象：数值模拟与实验验证.pdf)

所以你的实验必须记录：

$$T_{impact}$$

而不是只记录：

$$T_{reservoir}$$

最推荐：

高速红外相机/红外测温仪 + 静态熔盐热电偶标定 emissivity。

如果没有红外相机，可以先做专门的标定实验：

不放 Al 板，让液滴落入一个带 0.1 mm K/N 型热电偶的小型保温接收杯，建立
$T_{\rm reservoir}$、落高 $H$、$T_{\rm impact}$ 之间的校准关系。

如果高落距导致降温严重，则给液滴下落区加一个：

380–400°C 的加热套管/加热飞行通道。

Aziz 的装置就是这么处理液滴飞行降温的。(熔融金属液滴的冲击、反冲和飞溅.pdf)

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十四、高速摄影最好采用“两机位”

你给的 2024 年论文是：

• 侧视；
• 透明玻璃下面用棱镜做底视。

其第 4 页 Fig. 1 很清楚地画出了这两个布局。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

但是你是铝表面，不透明，因此底视方法不能照搬。

建议改成：

Camera 1：侧视

负责测：

• $D_0$
• $U_0$
• $h(t)$
• 接触角；
• 回缩；
• 反弹高度；
• 凝固后高度。

Camera 2：俯视

负责测：

• 液膜面积 $A(t)$
• 最大铺展直径；
• 非轴对称性；
• 指状结构；
• 飞溅；
• 二次液滴。

如果只有一台高速相机，就在完全相同条件下分别做：

一组侧视实验 + 一组俯视实验。

不要为了省实验次数把相机放 45° 然后既测接触角又测面积，这会使两边测量精度都不好。

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十五、撞击过程中到底测什么

建议以后所有实验统一自动提取以下参数。

液滴初始条件

$$D_0$$ $$U_0$$ $$T_{d,impact}$$ $$m_0$$

以及：

$$We,\ Re,\ Oh$$

铺展参数

瞬时：

$$\beta(t)=\frac{D(t)}{D_0}$$

最大：

$$\beta_{\max}=\frac{D_{\max}}{D_0}$$

对于不规则液膜，最好从俯视面积得到等效直径：

$$D_{eq}=\sqrt{\frac{4A}{\pi}}$$

高炉熔渣文献就是在液滴变得不规则时用液膜面积换算等效直径。(熔融高炉矿渣滴在不同表面上的动态撞击行为的实验可视化与理论分析.pdf)

同时记录：

$$A^*=\frac{A}{A_0}$$

这通常比只测某一个方向的直径更可靠。

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十六、时间参数

至少需要：

最大铺展时间

$$t_{spr}=t(D_{\max})-t_0$$

回缩时间

$$t_{rec}$$

接触时间/驻留时间

$$t_{res}$$

完全凝固时间

$$t_{sol}$$

2024 年论文直接通过高速图像中达到最大铺展、停止运动以及高度稳定的帧号来确定铺展、振荡和凝固时间。(不同韦伯数下，熔融液滴平坦表面上的冲击动力学行为与凝固行为.pdf)

不过你的熔盐实验建议更严谨：

$t_{sol}$ 最好由高速形貌 + 温度数据联合判断。

例如定义：

从首次接触 $t_0$ 到液滴边界完全停止变化、同时测得界面/液滴温度低于液相线的时间。

否则单看“不动了”不一定代表内部完全固化。

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十七、必须分类撞击行为

每次实验最终给一个 outcome。

建议分类为：

• deposition/sticking：沉积/黏附
• spreading：铺展
• spreading-recoil：铺展-回缩
• partial rebound：部分反弹
• complete rebound：完全反弹
• splashing：飞溅
• disintegration：破碎
• solidification-arrested spreading：凝固限制铺展

这与你给的论文体系是一致的。平板实验观察到了反弹和高 $We$ 下破碎/飞溅，而倾斜实验进一步出现了部分反弹、rivulet 等状态。(韦伯数与冲击角对熔融液滴在倾斜表面上凝固行为的影响.pdf)

最后最好画一张：

$$We\quad\text{vs.}\quad T_s-T_m$$

的 regime map。

这将非常适合作为论文核心结果图。

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十八、接触角和撞击要怎么联系起来

以后你可以建立：

$$\beta_{\max} =f(We,Re,Oh,\theta,T_s/T_m)$$

但是不要简单说：

接触角越小，铺展一定越大。

因为真正撞击时：

• 惯性；
• 表面张力；
• 黏性耗散；
• 铝表面氧化膜；
• 热传导；
• 凝固；

都是耦合的。

你给的倾斜撞击研究也特别指出，静态接触角会影响铺展，但在较高撞击速度下惯性会变得更加占优。(韦伯数与冲击角对熔融液滴在倾斜表面上凝固行为的影响.pdf)

这里面论文给出的具体速度阈值不能直接照搬到熔盐/铝体系，但物理趋势值得借鉴。

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十九、第二轮再研究粗糙度

第一轮 80 次撞击完成后，先从里面选择两个代表工况：

• 一个低 $We$
• 一个中高 $We$

例如：

$$U_0=0.7\sim1.0\;m/s$$

和：

$$U_0=1.5\sim2.0\;m/s$$

固定：

$$T_s=T_m+20K$$

然后改变：

$$Ra<0.1,\quad0.5,\quad2\;\mu m$$

再重复 n=5。

这样才能真正回答：

粗糙度是改变静态润湿，还是改变接触线钉扎，还是改变界面传热，最终影响铺展？

而不是一上来 $T_s$、$We$、$Ra$、盐组成全变，最后什么都解释不清楚。

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二十、第三轮再研究液滴过热度

设置：

$$\Delta T_d=T_d-T_m$$

三个水平：

$$20,\ 50,\ 80K$$

这是非常值得研究的。

因为 $T_d$ 会同时改变：

• 黏度 $\mu$
• 表面张力 $\sigma$
• 液滴凝固时间
• 界面温差；
• 接触线运动。

高炉渣研究也发现液滴温度变化会明显改变黏度，从而影响铺展过程；其中黏度随温度变化通常比表面张力更敏感。(熔融高炉矿渣滴在不同表面上的动态撞击行为的实验可视化与理论分析.pdf)

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二十一、最后才做倾斜/圆柱热电偶

你的最终工业对象不是无限平板，而很可能是圆柱形热电偶。

但我强烈建议路线是：

平面 → 倾斜平面 → 实际圆柱

而不是直接用圆柱。

因为圆柱表面同时存在：

• 曲率；
• 局部冲击角；
• 重力方向；
• 非对称铺展；
• 接触线几何变化。

很难分离变量。

先做倾斜平面：

$$\phi=90^\circ,\ 75^\circ,\ 60^\circ,\ 45^\circ$$

倾斜表面的文献就是通过改变角度并结合高速成像研究不对称铺展的。(韦伯数与冲击角对熔融液滴在倾斜表面上凝固行为的影响.pdf)

对应使用法向 Weber 数：

$$We_n = We\sin^2\phi$$

最后换真实圆柱 Al 热电偶，根据实际直径研究：

$$\frac{D_0}{D_{\rm TC}}$$

这一曲率参数。

这会使你的研究路线非常完整：

平板基础机理 → 入射角效应 → 曲率/真实热电偶验证。

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二十二、表面温度测量建议直接借鉴 Aziz 的思路

在 Al 平板背面钻微孔，让细丝热电偶的测点尽量接近撞击中心。

理想方案是：

热电偶结点与表面齐平或者距表面 <0.2 mm。

Aziz 的实验把快速响应热电偶直接加工到撞击表面齐平，使传感器不突出表面，因此尽量不干扰液滴流动。(熔融金属液滴的冲击、反冲和飞溅.pdf)

你的目标最好测：

$$T_s(t)$$

而不仅仅是撞击前的设定温度。

有条件的话再埋第二个点：

• 表面附近；
• 深度 1 mm。

以后甚至可以反演：

$$q''(t)$$

和界面接触热阻。

这会把你的研究从单纯“高速摄影论文”提升到真正的传热-润湿-撞击耦合研究。

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二十三、实验重复性和质量控制

正式实验前我建议设 5 个验收条件：

参数	建议重复性
$D_0$	±5%以内
$U_0$	±3–5%
$T_{impact}$	±5°C
$T_s$	±2°C
Ra	同批样品 ±10%

每个核心工况：

$$n\ge5$$

并随机改变实验顺序。

另外：

每一个撞击实验最好使用新的、未受盐污染的撞击位置。

不要第二滴落在第一滴盐膜留下的区域。

你的文献已经显示液滴撞击历史、表面状态和已有沉积会显著影响后续撞击，因此这一点对于 Al/熔盐尤其重要。

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二十四、撞击后的固体盐不要扔掉

每次撞击以后还应该保存最终 splat。

记录：

• 最终铺展直径；
• 平均厚度；
• 中央厚度；
• 边缘 rim 高度；
• 是否开裂；
• 是否脱落；
• 飞溅卫星滴数量；
• Al 表面是否出现腐蚀坑。

推荐：

光学显微镜 + 3D轮廓仪 + SEM/EDS。

如果你的核心应用是“熔盐在炉内热电偶上沉积”，最终工程问题其实不只是：

液滴铺多大？

而是：

它撞完之后到底粘不粘得住？

所以非常推荐再定义：

$$\eta_{\rm retention} = \frac{m_{\rm retained}}{m_0}$$

即“滞留率”。

倾斜液滴文献也专门测量了初始液滴质量和最终留在表面上的固化质量。(韦伯数与冲击角对熔融液滴在倾斜表面上凝固行为的影响.pdf)

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二十五、你这项研究真正最应该重点关注的 6 个量

如果资源有限，我会按照下面这个优先级做：

第一优先级：$T_{impact}$
因为如果实际液滴温度不知道，后面所有 $We$、黏度、表面张力、凝固讨论都会变得不可靠。

第二优先级：$T_s-T_m$
这是决定“液滴保持熔融还是在铺展过程中凝固”的核心。

第三优先级：$We$
决定惯性与表面张力的竞争，是撞击主控制参数。

第四优先级：Al 表面氧化状态
这是你的表面科学核心，不能只写“用砂纸打磨”。

第五优先级：表面粗糙度 $Ra/Sa$
同时影响润湿、钉扎、真实接触面积和界面换热。

第六优先级：撞击角/热电偶曲率
属于从基础平板向真实工况过渡的变量。

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二十六、我建议你最终把整个课题拆成这四个阶段

阶段	主要研究内容	核心输出
I	KCl-LiCl制备与热性质	$T_m,L$、稳定性
II	熔盐/Al静态润湿	$\theta=f(T_s,Ra,\text{oxide})$
III	熔盐滴法向撞击	$We-T_s$ regime map、$\beta_{max}$、$t_{spr}$、$t_{sol}$
IV	倾斜/圆柱热电偶	$We_n$、曲率、滞留率

其中最值得先搭起来的一套 baseline 条件就是：

KCl-LiCl 80:20 wt% → 自测 $T_m\approx350°C$ → $D_0=2.5\pm0.2$ mm → $T_d=T_m+40\sim50K$ → 抛光 Al、自然氧化膜 → $T_s=200/300/370/450°C$ → $U_0=0.5/1.0/1.5/2.0m/s$ → 每个工况重复5次 → 同时获取侧视和俯视高速图像。

这套实验做完整以后，你基本就能得到整个研究最重要的三张图：

1. 熔盐/Al 接触角-$T_s$-粗糙度图；
2. $\beta_{\max}$-$We$-$T_s$ 关系图；
3. $We$-$T_s/T_m$ 撞击行为 regime map。

而且这个设计很重要的一点是：它已经接受了你的前提——进入撞击实验的对象直接就是熔盐液滴，不再掺杂废水蒸发阶段。这样实验的物理问题会非常干净，后续才有可能把“蒸发→结晶→熔融→撞击”整个焚烧炉过程重新串起来。