接觸角的測(cè)定方法解析與概念
來(lái)源：科健儀器 時(shí)間：2020-12-14
接觸角應(yīng)用范圍
液體在固體材料表面的接觸角是衡量液體在材料表面潤(rùn)濕性的重要參數(shù)。通過(guò)測(cè)量接觸角，可以獲得材料表面固液和固氣界面相互作用的大量信息。接觸角測(cè)量技術(shù)不僅可以用來(lái)表征材料的表面性質(zhì)，而且在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、制藥材料、芯片工業(yè)、低表面能無(wú)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、污水處理等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。
液體在固體材料表面的接觸角是衡量液體在材料表面潤(rùn)濕性的重要參數(shù)。通過(guò)測(cè)量接觸角，可以獲得材料表面固液和固氣界面相互作用的大量信息。接觸角測(cè)量技術(shù)不僅可以用來(lái)表征材料的表面性質(zhì)，而且在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、制藥材料、芯片工業(yè)、低表面能無(wú)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、污水處理等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。
我們用θ表示接觸角(度)。如果θ為90，固體表面是疏水的，即液體不容易潤(rùn)濕固體，容易在表面移動(dòng)。
潤(rùn)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(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角和界面張力滿足下列楊氏方程：
γSV=γSL+γLV×cosθe
它可以預(yù)測(cè)以下潤(rùn)濕條件：
1）當(dāng)θ=0，完全濕潤(rùn)；
2）當(dāng)θ﹤90°，局部潤(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°，不濕；
5）當(dāng)θ=180°，完全不潤(rùn)濕。
毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升和下降的高度h。h為正或負(fù)，表示上升或下降。
浸潤(rùn)液上升，接觸角為銳角；不浸潤(rùn)液滴，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)濕性與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膜生產(chǎn)、涂料配方、防水、洗滌等密切相關(guān)。
接觸角測(cè)量?jī)x介紹
我們的儀器采用先進(jìn)的高科技技術(shù)制造，通過(guò)積木的完美組合，形成了一個(gè)功能多樣的接觸角測(cè)試儀。工作上的角度可以上下左右前后移動(dòng)。整體旋轉(zhuǎn)，整體伸縮。可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)微量采樣采樣器的精確上下、左右移動(dòng)。該儀器配有高精度連續(xù)變焦顯微鏡。顯微鏡有獨(dú)特的變焦功能。同時(shí)，該儀器設(shè)計(jì)了工作臺(tái)伸縮桿結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)材料厚度增加的不同場(chǎng)合。儀器的框架可以根據(jù)型號(hào)大小適當(dāng)調(diào)整，擴(kuò)大了儀器的應(yīng)用范圍。該儀器設(shè)計(jì)合理、外形美觀、操作簡(jiǎn)單、靈活可靠。適用于用戶在各種場(chǎng)合測(cè)量接觸角。接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法
接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量方法
接觸角的測(cè)量方法通常有兩種：其中一種是輪廓圖像分析法；另一種是稱重法。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zui廣泛、zui直接、zui準(zhǔn)確的測(cè)量方法是形狀圖像分析法。
輪廓圖像分析的原理是將液滴滴在固體樣品表面，通過(guò)顯微鏡頭和攝像機(jī)獲得液滴的輪廓圖像，然后利用數(shù)字圖像處理和一些算法計(jì)算圖像中液滴的接觸角。
接觸角的計(jì)算方法通?；谔囟ǖ臄?shù)學(xué)模型，例如，可以將液滴視為球體或圓錐體的一部分，然后通過(guò)測(cè)量寬度/高度等特定參數(shù)或直接擬合來(lái)計(jì)算接觸角值。楊氏方程描述了封閉界面內(nèi)外壓差與界面曲率和張力的關(guān)系，可用于精確描述軸對(duì)稱液滴的輪廓而計(jì)算其接觸角。
接觸角測(cè)量方法可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。根據(jù)直接測(cè)量的物理量不同，可分為角度測(cè)量法、力測(cè)量法、長(zhǎng)度測(cè)量法和透過(guò)法。根據(jù)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(分為正向和反向接觸角)和低速動(dòng)態(tài)接觸角。根據(jù)測(cè)試原理，可分為靜態(tài)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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