当前位置:技术支持>什么是接触角,又该如何测量? 技术文章

什么是接触角,又该如何测量?

点击次数:71  发布时间:2019-09-24
 
  
  润湿与不润湿现象是液体与固体接触处的一种表面现象。润湿与不润湿取决于液体分子与固体分子问的相互作用力(称为附着力)大于或小于液体分子间的相互作用力(称为内聚力)。分子问引力有一作用范围,与固体接触处的接触面对液体分子的影响也有一定的范围。设固、液分子间的引力有效作用距离为/,液、液分子问的引力有效作用距离为众,则在液、固接触处,厚度的较大者的一层液体中的分子受力情况将与内部的液体分子受力情况有所不同,它们将受到接触面的影响,这层液体我们称之为附着层。
  
  实验表明,不同液体对不同固体润湿与不润湿的程度不同,为表明这种润湿或不润湿的程度,引入接触角这个物理量。在液体与固体接触处,作液体表面的切线与固体表面的切线,这两条切线通过液体内部所成的角度,称为接触角。
  
  在材料表面上附着的液滴会呈现出一定形状,这个形状取决于固体-液体-气体各界面之间的张力平衡。1805年ThomasYoung首先提出了一个方程描述这个平衡态,从此接触角测量就成为评价液体对固体表面润湿的经典方法。就接触角的数值而言,接触角越小说明固体表面越容易被液体润湿,接触角越大说明固体表面越难被液体润湿。
  
  实际上接触角值是通过测量液滴轮廓在三相接触点处的一阶导数即切线的斜率而得到的,而三相接触点附近的液滴轮廓会受到各种光线的干扰,或者由于材料不够平整遮掩住三相接触点附近的轮廓。所以光学法接触角测量并不是对数码照片上的某个夹角直接测量而得到的,而是使用不同的数学模型拟合液滴轮廓,再通过计算得到的。
  
  若θ<90°,则固体是亲液的,即液体可润湿固体,其角越小,润湿性越好;若θ>90°,则固体是憎液的,即液体不润湿固体,容易在表面上移动,不能进入毛细孔。
  
  润湿过程与体系的界面张力有关。一滴液体落在水平固体表面上,当达到平衡时,形成的接触角与各界面张力之间符合下面的杨氏公式(YoungEquation):
  
  γs,g=γs,l+γg,l×cosθ
  
  由它可以预测如下几种润湿情况:
  
  ①当θ=0,完全润湿;
  
  ②当θ<90°,部分润湿或润湿;
  
  ③当θ=90°,是润湿与否的分界线;
  
  ④当θ>90°,不润湿;
  
  ⑤当θ=180°,完全不润湿。
  
  毛细现象中液体上升、下降高度h。h的正负表示上升或下降。
  
  浸润液体上升,接触角为锐角;不浸润液体下降,接触角为钝角。
  
  上升高度h=2×表面张力系数/(液体密度×重力加速度g×液面半径R)。
  
  上升高度h=2×表面张力系数×cos接触角/(液体密度×重力加速度g×毛细管半径r)。
QQ在线客服
电话咨询
  • 86-010-62452600/62452509/57334871/57334872
  • 13651229055,13720052605,18510286339
山东福彩网 青海福彩网 河北福彩网 河北福彩网 山东福彩网 青海福彩网 山东福彩网 青海福彩网 吉林福彩网 河南福彩网
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站