近年来,许多研究者在日常生活中发现咖啡、血液及牛奶滴落到桌面上,会形成中间颜色较浅、边缘较深的沉积形态,这一现象称为咖啡环效应。本质上咖啡环效应属于颗粒悬浮液液滴在固体基底上的蒸发行为,但由于其在生物技术、医疗检测、电子制造及喷墨打印等领域的技术应用和较为广阔的研究前景,逐渐引起了越来越多的研究者关注并进行深入探究的兴趣。因此,开展液滴蒸发对沉积形态的研究具有较为重要的意义和实用价值。本论文针对马兰戈尼流动下颗粒悬浮液的液滴蒸发沉积形态进行研究,主要研究在液滴的表面张力梯度影响下产生的马兰戈尼流,以及液滴蒸发时的毛细流动,两种流动的混合效果对液滴中颗粒运动和沉积形态的影响。通过理论分析、数值模拟和实验研究的方法,研究液滴蒸发时颗粒的运动与受力,并且将理论分析、数值模拟与实验研究相结合,对不同条件下液滴蒸发过程和液滴蒸干后的沉积形态进行研究。主要的研究内容和成果如下:1.通过应用流体力学、热力学和表面化学理论对液滴表面张力、表面活性剂对液滴表面张力的影响、局部表面张力的改变产生的马兰戈尼流动、蒸发过程中液滴内部的流场情况和颗粒的受力情况进行分析。（1）考虑到表面张力是液滴本身的性质,由于改变溶液的条件而产生表面张力差,由此产生的马兰戈尼流动由液滴边缘流向液滴中心部分;而液滴蒸发时产生的毛细流动会由液滴中心流向液滴接触线边缘处,由于毛细流动和马兰戈尼流动会相互抵消,最终影响液滴中颗粒的运动和蒸干后的沉积形态。（2）通过对液滴蒸发过程的理论分析,对液滴的两种蒸发模式——恒接触角模型和恒接触半径模型进行推导,两种蒸发模式在液滴内部的流动情况有所不同;对蒸发液滴的内部流场进行理论分析,理论分析结果表明:颗粒悬浮液液滴蒸发过程并非稳态过程,存在恒接触角蒸发到恒接触半径蒸发的过程;由于液滴蒸发通量的不均匀,液滴内部的流速在液滴中间位置较小、边缘处较大;考虑添加表面活性剂后产生的马兰戈尼流动,研究液滴中马兰戈尼流动的流速大小,并利用Ma数大小表示马兰戈尼流的剧烈程度;借助Matlab软件,对液滴蒸发过程内部的毛细流动与马兰戈尼流动进行数值模拟,研究不同位置的毛细流动大小与不同Ma数下马兰戈尼流动的剧烈程度。2.基于液滴蒸发过程的理论分析,针对颗粒悬浮液液滴蒸发沉积形态进行实验研究及其实验结果分析。（1）在整个实验研究中,选用合适浓度的聚苯乙烯颗粒作为“咖啡”颗粒,研究颗粒悬浮液的液滴蒸发过程和蒸干后沉积形态,并使用SDS（十二烷基硫酸钠,Sodium dodecyl sulfate）作为表面活性剂改变液滴的表面张力大小,使液滴中产生马兰戈尼流动,从而导致沉积形态的变化。（2）一是利用Nikon-Eclipse TE2000U荧光倒置显微镜、Nikon-SMZ745T体式显微镜并配备Pixe Link摄像镜头、Phantom高速摄像机直接连接电脑对液滴蒸发过程进行拍摄记录,二是利用显微镜观察颗粒悬浮液液滴蒸发结束后的沉积,对蒸发过程进行逆向的反推,并且对观察得到的实验结果进行分析。（3）实验研究结果表明:颗粒悬浮液的液滴蒸发过程并非稳态过程,还会经过液滴的接触线和接触角的变化之后持续进行蒸发,尤其是添加不同浓度的表面活性剂之后,液滴的接触角会变小,接触线会向外扩张并产生液滴的铺展现象;液滴的铺展过程进行的时间很短,大约只占液滴整个蒸发过程时间的1 4～1 3,在液滴的铺展过程结束后,液滴的接触线依旧会钉扎,形成液滴蒸发的咖啡环;在添加不同浓度的表面活性剂之后,液滴蒸干后的沉积形态会发生明显变化,尤其是液滴蒸发的咖啡环环宽会有明显变化。当添加的表面活性剂浓度越高,其环宽会越宽,环形沉积面积占整个沉积面积比例也会越高。本论文对于马兰戈尼流动下颗粒悬浮液的液滴蒸发沉积形态的研究成果,为颗粒悬浮液的液滴蒸发的进一步研究与应用奠定良好的基础。