接触角原理概述(6页).doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《接触角原理概述(6页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《接触角原理概述(6页).doc(6页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-实验项目:用接触角测量仪测量材料表面的接触角一 实验目的:1认识和掌握接触角测量仪测量材料表面的接触角的基本原理2熟悉接触角测量仪JC2000D1的操作技术二实验内容:1掌握JC2000D1型接触角测量仪的工作原理和操作步骤2测量几种材料的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的空间时,由于界面张力的存在而呈圆球状。但是,当液滴与固体平面接触时,其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。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
2、来,或以与固体表面成一定接触角的液滴存在,接触角通俗地说,就是液滴在固体表面自然形成的半圆形态相对于固体平面的外切线,如图1所示。接触角的应用非常广泛,甚至可以说涉及到身边的每个细节,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的油漆永不脱落。其他比如农药和蔬菜叶面;涂料和内外墙面,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 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示,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的分力之和应等于零,即 (1)式中、分别为固-气、液-气和固-液界面张力;为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹
3、(包含液体)的角度,称为接触角(contactangle),在之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度,可作为润湿与不润湿的界限,时可润湿,时不润湿。2 润湿 润湿(wetting)的热力学定义是,若固体与液体接触后体系(固体和液体)的自由能G降低,称为润湿。自由能降低的多少称为润湿度,用来表示。润湿可分为三类:粘附润湿(adhesionalwetting)、铺展润湿(spreadingwetting)和浸湿(immersionalwetting)。可从图2看出。 图2 三类润湿(1)粘附润湿如果原有的1固面和1液面消失,形成1固-液界面,则此过程的为: (2)(2)铺展润湿当一液滴在
4、1固面上铺展时,原有的1固面和一液滴(面积可忽略不计)均消失,形成1液面和1固液界面,则此过程的为: (3)(3)浸湿当1固面浸入液体中时,原有的1固面消失,形成1固液界面,则此过程的为: (4)对上述三类润湿,和无法测定,如何求?分别讨论如下:(1)粘附润湿 将(1)式代入(2)式,可得: (5)因液体表面张力为已知,故只需测定接触角即可求出。(2)铺展润湿 将(1)式代入(3)式,可得:因1,故0。但是自由能降低,结果表示可以有一个自由能增加或不变的自发过程。这显然违反热力学第二定律。错误在于误用了(1)式,此式只适用于平衡态。若液滴自动铺展以完全盖住固面,这就表示液滴与固面不成平衡态,所
5、以不能将(1)式代入(3)式中。这里应该指出,不能将铺展润湿认为,而在此情况下根本没有接触角。的正确理解应是有一个角,恰好等于。 设有固体与压力逐渐增加的蒸气接触以吸附此蒸气,当压力达到饱和蒸气压时,固面上即有一层极薄的液体。由Gibbs吸附原理知,表面自由能降低.因此, (6)浸湿将式(6)中的去掉,即得: (7)由(5)式可知,当时,1,自由能降低为最大,则认为固体完全被液体润湿;当时,1,0,自由能降低为0,则固体完全不被液体润湿,即完全不润湿。这种情况是理想的,因为液体与固体之间多少有一些相互吸引力存在。3 接触角的测定 对于理想的平固体表面,当液滴在表面达平衡后。只有一个符合Youn
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 接触角 原理 概述
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内