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视频光学接触角测量仪的测量原理

发布日期:2020-07-09      浏览次数:111
   视频光学接触角测量仪是基于视频光学法测量静态接触角、动态接触角、滚动角、固体表面自由能和表界面张力的测量设备,视频光学法是通过直接观测液体在固体表面形成的液滴的测量方法,通过测量液滴的形状,尤其是其与固体表面相接触处的液面形状,来确定液体在固体表面的接触角θ。

视频光学接触角测量仪

  接触角θ的数值标志着液体在固体表面的润湿性:
  若θ<90°,则固体表面是亲水性的,即液体较易润湿固体,其角度越小,表示润湿性越好;当θ=0°,时,表示完全润湿;
  若θ>90°,则固体表面是疏水性的,即液体不容易润湿固体,其角度越大,表示润湿性越差;
  当θ=180°,表示完全不润湿。
  当润湿性界于很好与很差之间时,液体在固体表面可以有限度地铺展开来,形成介于0°~ 180°之间的接触角。这一有限的接触角值是体系中各个不同的相互作用力的平衡,也是体系趋向最低能量的结果。涉及的相互作用力包括:
  - 液体自身的表面张力:这一值越大,液体越倾向于聚集在一起、包成一团,而不愿意在固体表面上铺展开来;
  - 固体自身的表面张力或表面自由能:这一值越大,固体表面的能量位越高,越希望有能量较低的液体层能够在其上面铺展开来而覆盖它,以降低体系的能量;
  - 液体/固体表面-界面的相互作用力:这一值越小,固体表面对液体的吸引力越大,液体越能够在其上面铺展开来,导致较低的接触角值。
  所以,如果希望液体能够较好地润湿固体表面:液体的表面张力值越低、固体的表面能值越高、液体/固体表面-界面的相互作用力越强就越有利;反之,如果希望液体一般不要润湿固体表面:液体的表面张力值越高、固体的表面能值越低、液体/固体表面-界面的相互作用力越弱就越有可能。
( 本文内容得到授权所有者的授权许可)。

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