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接觸角原理及主要用途

點擊次數:2675 發布時間:2014-01-06

 

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ,是潤濕程度的量度。
  若θ<90°,則固體是親液的,即液體可潤濕固體,其角越小,潤濕性越好;若θ>90°,則固體是憎液的,即液體不潤濕固體,容易在表面上移動,不能進入毛細孔。
  潤濕過程與體系的界面張力有關。一滴液體落在水平固體表面上,當達到平衡時,形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式(Young Equation):
  γs,g = γs,l + γg,l×cosθ
  由它可以預測如下幾種潤濕情況:
  1)當θ=0,完全潤濕;
  2)當θ﹤90°,部分潤濕或潤濕;
  3)當θ=90°,是潤濕與否的分界線;
  4)當θ﹥90°,不潤濕;
  5)當θ=180°,完全不潤濕。 
  毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。
  浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸角為鈍角。
  上升高度h=2*表面張力系數/(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*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)。
  潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

接觸角主要用途:研究固/液界面特性、固體的表面性質、液體對固體的潤濕性以及液體在固體基底上的擴散或吸附性:
● 基底上(如薄膜、金屬、多聚物、木塊等)涂層(如油漆、膠水、硅樹脂等)的吸附
● 液體(如墨水或化學試劑)在紙張上的擴散和潤濕性
● 物理和化學表面處理(等離子體處理等)

● Si片的清洗控制(半導體工業中Si片清洗后的表面化學特性)
● 多聚物基底上的礦物材料吸附性

 

 

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