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視頻光學水滴角測試儀的測量原理

發(fā)布時間:2022-10-08 點擊次數(shù):1267

CA100標準型光學接觸角測量儀.jpg

       視頻光學接觸角測量儀是基于視頻光學法測量靜態(tài)接觸角、動態(tài)接觸角、滾動角、固體表面自由能和表界面張力的測量設備,視頻光學法是通過直接觀測液體在固體表面形成的液滴的測量方法,通過測量液滴的形狀,尤其是其與固體表面相接觸處的液面形狀,來確定液體在固體表面的接觸角θ。

  接觸角θ的數(shù)值標志著液體在固體表面的潤濕性:

  若θ<90°,則固體表面是親水性的,即液體較易潤濕固體,其角度越小,表示潤濕性越好;當θ=0°,時,表示完全潤濕;
  若θ>90°,則固體表面是疏水性的,即液體不容易潤濕固體,其角度越大,表示潤濕性越差;
  當θ=180°,表示完全不潤濕。
  當潤濕性界于很好與很差之間時,液體在固體表面可以有限度地鋪展開來,形成介于0°~ 180°之間的接觸角。這一有限的接觸角值是體系中各個不同的相互作用力的平衡,也是體系趨向低能量的結(jié)果。涉及的相互作用力包括:
  - 液體自身的表面張力:這一值越大,液體越傾向于聚集在一起、包成一團,而不愿意在固體表面上鋪展開來;
  - 固體自身的表面張力或表面自由能:這一值越大,固體表面的能量位越高,越希望有能量較低的液體層能夠在其上面鋪展開來而覆蓋它,以降低體系的能量;
  - 液體/固體表面-界面的相互作用力:這一值越小,固體表面對液體的吸引力越大,液體越能夠在其上面鋪展開來,導致較低的接觸角值。
  所以,如果希望液體能夠較好地潤濕固體表面:液體的表面張力值越低、固體的表面能值越高、液體/固體表面-界面的相互作用力越強就越有利;反之,如果希望液體一般不要潤濕固體表面:液體的表面張力值越高、固體的表面能值越低、液體/固體表面-界面的相互作用力越弱就越有可能。
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