什么是接觸角水滴角以及其特點(diǎn)和測(cè)量方法

時(shí)間：2019-04-25作者：蘇州菲唐檢測(cè)設(shè)備有限公司瀏覽：99

 什么是接觸角水滴角以及其特點(diǎn)和測(cè)量方法
接觸角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤(rùn)濕程度的量度。 
液體在固體材料表面上的接觸角, 是衡量該液體對(duì)材料表面潤(rùn)濕性能的重要參數(shù)。通過接觸角的測(cè)量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。接觸角測(cè)量技術(shù)不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且接觸角測(cè)量技術(shù)在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、醫(yī)藥材料、芯片產(chǎn)業(yè)、低表面能無毒防污材料、油墨、化妝品、農(nóng)藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用
若θ90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能
進(jìn)入毛細(xì)管，這個(gè)還與具體液體有關(guān)，并非所有液體在較大夾角下完全不進(jìn)入毛細(xì)管。 
潤(rùn)濕過程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式（Young Equation）:
γSV = γSL + γLV×cosθe
由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤(rùn)濕情況：
1）當(dāng)θ=0，完全潤(rùn)濕；
2）當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕；
3）當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線；
4）當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕；
5）當(dāng)θ=180°，完全不潤(rùn)濕。
毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。
浸潤(rùn)液體上升，接觸角為銳角；不浸潤(rùn)液體下降，接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)/（液體密度*重力加速度g*液面半徑R）。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r）。
潤(rùn)濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。
接觸角現(xiàn)有測(cè)試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用廣泛,測(cè)值直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法.
外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像, 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來.
計(jì)算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計(jì)算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓，從而計(jì)算出其接觸角。
紙張的接觸角測(cè)量可參照 Tappi T 558執(zhí)行。
煙用紙張的接觸角可參照我國(guó)制煙行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 424-2011“煙用紙表面潤(rùn)濕性能的測(cè)定 接觸角法”執(zhí)行。
接觸角測(cè)量方法可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。按照直接測(cè)量物理量的不同,可分為量角法、測(cè)力法、長(zhǎng)度法和透過法。按照測(cè)量時(shí)三相接觸線的移動(dòng)速率,可分為靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角(又分前進(jìn)接觸角和后退接觸角)和低速動(dòng)態(tài)接觸角。按照測(cè)試原理又可分為靜止或固定液滴法 、Wilhemly板法 、捕獲氣泡法、毛細(xì)管上升法和斜板法 


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  詞條說明

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  高溫接觸角測(cè)量?jī)x是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，接觸角測(cè)量是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。高溫接觸角是采用光學(xué)成像的原理，通過圖像輪廓分析方式測(cè)量高溫狀態(tài)下樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表界面張力、表面能等性能，設(shè)備通常用于檢測(cè)金屬材料表面性能，設(shè)備*、加熱穩(wěn)定、真空度高、功能全面、可滿足各種金屬材料科研需要。 高溫接觸角測(cè)量?jī)x的原理

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