什么是接觸角含義解讀
接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線(xiàn)與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ,是潤濕程度的量度。
若θ<90°,則固體是親液的,即液體可潤濕固體,其角越小,潤濕性越好;若θ>90°,則固體是憎液的,即液體不潤濕固體,容易在表面上移動(dòng),不能進(jìn)入毛細孔。
潤濕過(guò)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,當達到平衡時(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):
γs,g = γs,l + γg,l×cosθ
由它可以預測如下幾種潤濕情況:
1)當θ=0,潤濕;
2)當θ﹤90°,部分潤濕或潤濕;
3)當θ=90°,是潤濕與否的分界線(xiàn);
4)當θ﹥90°,不潤濕;
5)當θ=180°,不潤濕。
毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。
浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數/(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*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)。
潤濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農藥加工、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。
接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱(chēng)重法.后者通常稱(chēng)為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用廣泛,測值直接與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(guò)顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像, 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來(lái).
計算接觸角的方法通?;谝惶囟ǖ臄祵W(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過(guò)測量特定的參數如寬/高或通過(guò)直接擬合來(lái)計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系,可用來(lái)地描述一軸對稱(chēng)的液滴的外形輪廓,從而計算出其接觸角。