接触角测试及测量仪设备介绍

guolvfenlitech6 · 发表于 2023-12-24 18:01:57

2023-12-24 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech6

品牌：KRUSS（德国）

型号：DSA 25

主要参数

接触角测量范围：0-180°；

测试原理简介

1、表面张力

1）定义及产生原因

表面张力，指的是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。

表面张力产生的根本原因：表面层分子所受的不平衡力使表面层分子的微观聚集结构疏于本体。

表面张力产生的直接原因：稀疏的表面层分子相互之间的微观吸引力在宏观上表现为与表面平行的紧缩力[1]。

液体的表面张力系数，是液体本身的一种性质，主要由液体本身决定。

2）测试方法

悬滴法是通过光学成像系统记录在针头处挤出并悬挂的液滴的图像。此时液滴的表面张力和重力达到平衡，需要已知液滴的密度来计算液相的表面张力[2]。

2、接触角

在固、液、气三相交界处，自固-液界面经过液体内部到气-液界面之间的夹角称为接触角，又称浸润角。

在学术上普遍认可的接触角定义是:过三相接触点, 向 l-g 界面做切线, l-g界面切线与 s-l 界面之间的夹角, 即为接触角[3]。

3、表面自由能

表面自由能是指增加单位相表面面积系统自由能的增量，它作为材料自身表面能量状态的一种重要特征，对材料的界面性质及界面反应均会造成显著的影响。研究材料表面自由能理论，不仅可以从根本上解释材料的各种行为与现象，而且可以对力学、材料学以及化学等交叉学科领域的问题提出新的研究思路[4]。

通常表面自由能值是通过对接触角进行测量，借助关系方程求解得出。

肆

用途及功能与来样要求

主要应用于液体对材料的接触角的测量、表面处理工艺的检测、表面洁净度测试以及涂层工艺的粘附性和稳定性研究。

测试示例

图4.水的表面张力测试

图5.水在硅片上的接触角

图6.二碘甲烷在硅片上的接触角

图7.硅片的表面自由能

来源于：知乎，侵权告删 www.guolvfenlitech.com

参考资料

[1] 刘玉琛,王壹.液体表面张力的概念解析及相关问题的讨论[J].化学教育(中英文),2018,39(16):12-15.DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.2017120091.

[2] 克吕士科学仪器（中国）有限公司的参考资料。

[3] 丁晓峰,管蓉,陈沛智.接触角测量技术的最新进展[J].理化检验(物理分册),2008(02):84-89.

[4] 张宗鲲,董国波,李思远,唐芳,李华.基于拉普拉斯方程的表面自由能测定[J].大学物理,2019,38(03):57-61.DOI:10.16854/j.cnki.1000-0712.180462.

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