高溫真空接觸角測(cè)量?jī)x

    高溫真空接觸角測(cè)量?jī)x接觸角與楊氏方程

液體滴于固體表面上，隨著液體性質(zhì)的不同，液體或鋪展而覆蓋固體表面，或形成一液滴停于其上。如下圖所示。我們把液體與固體平面所形成的液滴的形狀用接觸角（contact angle）來(lái)描述。準(zhǔn)確的接觸角是在固、液、氣三相交界處，自固液界面經(jīng)液體內(nèi)

部到氣體界面的夾角，通常以θ來(lái)表示。接觸角是分析此式最早是T.Young在1805年提出的，常稱(chēng)為楊氏方程。這是潤(rùn)濕的基本公式，亦稱(chēng)為潤(rùn)濕方程，可以看作是三相交界處三個(gè)界面張力平衡的結(jié)果。此關(guān)系式適用于三相交界處固液、固氣界面共切線(xiàn)體系。具體應(yīng)用中，我們把接觸角大小作為評(píng)判潤(rùn)濕性的重要指標(biāo)。通常接觸角越小，潤(rùn)濕性也就越好。習(xí)慣上，我們把θ=90°定義為潤(rùn)濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。我們把θ＞90°為不潤(rùn)濕；θ＜90°為潤(rùn)濕，平衡

  接觸角的計(jì)算方法

 對(duì)于理想的平面固體表面，當(dāng)液滴在表面達(dá)平衡后。只有一個(gè)符合Young方程的接觸角。但實(shí)際固體表面是非理想的，因而會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，致使接觸角的測(cè)量往往很難重復(fù)。但經(jīng)過(guò)精心制備和處理的表面，有可能得到較重復(fù)的數(shù)據(jù)，特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑、干凈的理想表面，但具體的工藝因樣品而異，這里不作更多的介紹。這里主要介紹一些常用的接觸角測(cè)定方法，它們都是針對(duì)氣—液—固體系的接觸角而設(shè)計(jì)的。但其中有些方法，只需略加修改，亦適用于液—液—固體系接觸角的測(cè)定。測(cè)定接觸角有多種方法，可根據(jù)直接測(cè)定物理量分為四類(lèi)：⑴靜滴法（角度測(cè)量法）、⑵高度、長(zhǎng)度測(cè)量法⑶力測(cè)法⑷透過(guò)測(cè)量法。前三種適用于連續(xù)的平滑固體表面，后一種方法可用于粉末固體表面接觸角的測(cè)定。

（一）量角法

液滴角度測(cè)量法是測(cè)量接觸角的方法之一，如圖3（a，b）所示。該方法是將固體表面上的液滴，或?qū)⒔胍后w中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測(cè)量切線(xiàn)與相界面的夾角，直接測(cè)量接觸角的大小。

圖3   量角法示意圖

如果液體蒸氣在固體表面發(fā)生吸附，影響固體的表面自由能，則應(yīng)把樣品放入帶有觀察窗的密封箱中，待體系達(dá)平衡后再進(jìn)行測(cè)定。此法的優(yōu)點(diǎn)是：樣品用量少，儀器簡(jiǎn)單，測(cè)量方便。準(zhǔn)確度一般在土1^o左右。

       一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

  （一）GB/T 24368-2009(玻璃表面疏水污染物檢測(cè))。

  （二）SY/T5153-2007（油藏巖石潤(rùn)濕性測(cè)定方法）。

  （三）ASTM D 724-99（2003）（紙的表面可濕性的試驗(yàn)方法）。

  （四）.ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測(cè)量）。

  （五）SO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測(cè)量）。