接触角原理概述

实验项目:用接触角测量仪测量材料表面得接触角一．实验目得:1.认识与掌握接触角测量仪测量材料表面得接触角得基本原理2.熟悉接触角测量仪 JC2000D1 得操作技术二.实验内容:1.掌握 JC2000D1 型接触角测量仪得工作原理与操作步骤2.测量几种材料得表面接触角三.实验仪器,设备及材料设备 JC2000D1 型接触角测量仪 , 蒸馏水 , 解玻片 ,食盐水,样品木板几个四.基本原理概述1.接触角定义及应用 当液滴自由地处于不受力场影响得空间时,由于界面张力得存在而呈圆球状。但就是,当液滴与固体平面接触时,其最终形状取决于液滴内部得内聚力与液滴与固体间得粘附力得相对大小。当一液滴放置在固体平面上时,液滴能自动地在固体表面铺展开来,或以与固体表面成一定接触角得液滴存在,接触角通俗地说,就就是液滴在固体表面自然形成得半圆形态相对于固体平面得外切线,如图 1 所示。接触角得应用非常广泛,甚至可以说涉及到身边得每个细节,我们希望汽车玻璃上不沾雨水,但反之我们希望汽车钢板上得油漆永不脱落。其她比如农药与蔬菜叶面;涂料与内外墙面,绝缘材料,纳米材料表面化改性等等,从教学科研工农业生产到日常生活。图 1 接触角 假定不同得界面间力可用作用在界面方向得界面张力来表示,则当液滴在固体平面上处于平衡位置时,这些界面张力在水平方向上得分力之与应等于零,即 (1)式中、、 分别为固气、液气与固液界面张力; 为液体与固体间得界面与液体表面得切线所夹(包含液体)得角度,称为接触角(contact angle), 在之间。接触角就是反应物质与液体润湿性关系得重要尺度,可作为润湿与不润湿得界限,时可润湿,时不润湿。2. 润湿 润湿(wetting)得热力学定义就是,若固体与液体接触后体系(固体与液体)得自由能 G 降低,称为润湿。自由能降低得多少称为润湿度,用来表示。润湿可分为三类:粘附润湿(adhesional wetting)、铺展润湿(spreading wetting)与浸湿(immersional wetting)。可从图 2 瞧出。 图 2 三类润湿(1) 粘附润湿 假如原有得 1固面与 1液面消逝,形成 1固液界面,则此过程得为: (2)(2) 铺展润湿 当一液滴在 1固面上铺展时,原有得 1固面与一液滴(面积可忽略不计)均消逝,形成 1液面与 1固－液界面,则此过程得为: (3)(3) 浸湿 当 1固面浸入液体中时,原有得 1固面消逝,形成 1固－液界面,则此过程得为: (4)对上述三类润湿,与无法测定,如何求？分别讨论如下:(1)粘附润湿 将(1)式代入(2)式,可得: (5) 因液体表面张力...