上接触角的滞后性Ⅰ接触角测试技术
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常用的表面性质测试方法,它可以用来评估固体与液体之间的相互作用。
接触角是液体与固体表面形成的一个角度,它可以反映出固体表面的亲水性或疏水性。
在实际应用中,接触角测试被广泛应用于表面润湿性、液体浸润性、表面活性剂性能等方面的研究和生产中。
接触角测试标准的制定对于保证测试结果的准确性和可比性具有重要意义。
接触角测试标准的制定需要考虑到测试方法的准确性、重复性和可比性。
首先,测试方法应该能够保证测试结果的准确性,即测试结果应该能够真实地反映出固体与液体之间的相互作用。
其次,测试方法应该具有良好的重复性,即在相同条件下进行多次测试应该能够得到相似的测试结果。
最后,测试方法应该具有良好的可比性,即不同实验室、不同设备下进行的测试应该能够得到相似的测试结果。
在制定接触角测试标准时,需要考虑到测试条件的统一和标准化。
首先,测试样品的制备应该符合一定的标准,包括样品的尺寸、表面处理、清洁方法等。
其次,测试环境的控制也是非常重要的,包括温度、湿度、气压等因素。
最后,测试设备的选择和使用也应该符合一定的标准,包括光源、相机、液滴加注系统等。
在制定接触角测试标准时,还需要考虑到测试数据的处理和分析方法。
首先,测试数据的处理方法应该能够准确地计算出接触角的数值。
其次,测试数据的分析方法应该能够准确地评估固体与液体之间的相互作用。
最后,测试数据的报告方法应该能够清晰地呈现测试结果,包括图表、数据和结论等。
总之,接触角测试标准的制定对于保证测试结果的准确性和可比性具有重要意义。
在制定接触角测试标准时,需要考虑到测试方法的准确性、重复性和可比性,测试条件的统一和标准化,以及测试数据的处理和分析方法。
只有这样,才能够保证接触角测试结果的准确性和可比性,从而推动接触角测试方法的进一步发展和应用。
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常见的表面性质测试方法,通过测试液体在固体表面的接触角来评估表面的亲水性或疏水性。
接触角测试广泛应用于材料科学、表面工程、涂料、油墨、纺织品、医疗器械等领域。
在进行接触角测试时,需要严格遵守相关的测试标准,以确保测试结果的准确性和可比性。
一、测试仪器和设备。
在进行接触角测试时,需要使用专业的接触角测试仪器,如旋转滴定仪、静态接触角仪等。
这些仪器通常配备有高精度的摄像头和图像分析软件,能够实时捕捉液滴在固体表面的形态,并计算出接触角的数值。
在选择测试仪器时,需要考虑样品的大小、形状、表面性质等因素,以确保测试的准确性和可重复性。
二、样品准备。
在进行接触角测试之前,需要对样品进行准备。
首先,需要确保样品表面干净、平整,没有杂质和污染物。
其次,需要根据测试要求选择合适的测试液体,常用的测试液体有水、甘油、二甲基硅油等。
在选择测试液体时,需要考虑样品的表面性质和测试的目的,以确保测试结果的准确性和可比性。
三、测试方法。
接触角测试通常包括动态接触角测试和静态接触角测试两种方法。
动态接触角测试是通过测量液滴在固体表面的滚动角速度来计算接触角,适用于表面能较低的样品。
静态接触角测试是通过测量静止液滴在固体表面的接触角来评估表面的性质,适用于表面能较高的样品。
在进行测试时,需要根据样品的特点选择合适的测试方法,并严格按照相关的测试标准进行操作。
四、数据分析。
在完成接触角测试后,需要对测试数据进行分析。
通常可以通过图像分析软件测量液滴的形态和接触角的数值,也可以通过数学模型计算表面的能量和粗糙度等参数。
在数据分析过程中,需要注意排除测试误差和干扰因素,确保测试结果的准确性和可靠性。
五、测试标准。
在进行接触角测试时,需要严格遵守相关的测试标准。
不同的行业和应用领域通常有相应的测试标准,如ASTM、ISO、GB等。
在选择测试标准时,需要考虑样品的特点和测试的目的,以确保测试结果的准确性和可比性。
接触角测量仪检定规程_概述说明以及解释
接触角测量仪检定规程概述说明以及解释1. 引言1.1 概述接触角测量仪是一种广泛应用于物理、化学和生命科学领域的关键仪器。
它被用来测量固体表面上液滴或固体-液体界面的接触角,这对于了解材料的润湿性、液滴形态以及界面特性具有重要意义。
1.2 文章结构本文旨在介绍和解释接触角测量仪的检定规程。
首先,我们将对接触角及其意义进行简要介绍,包括接触角的定义和测量方法。
然后,我们将详细探讨接触角测量仪的基本原理和分类,以及它们在不同领域中的应用与重要性。
接下来,我们将深入解释接触角测量仪检定规程,并讨论其目的、适用范围、方法和准确度要求等方面。
最后,在实施接触角测量仪检定时需要注意的关键要点将被提出。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解接触角测量仪及其检定规程,并提供实施检定时需要注意的重要事项。
通过阅读本文,读者将获得对接触角测量仪的基本原理和分类有一定了解,并能够正确理解和应用检定规程。
此外,本文也将为相关领域的研究人员、工程师或学生提供借鉴和参考,以进一步推动该领域的发展与创新。
2. 接触角测量仪检定规程概述说明:2.1 接触角及其意义介绍:接触角是指液滴或气泡与固体表面之间的夹角,它是表征液体与固体相互作用力大小的重要物理参数。
接触角的测量在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用价值。
通过测量接触角可以评估材料的润湿性、附着力以及液体在固体表面上的扩展性等特性。
2.2 接触角测量仪基本原理和分类:接触角测量仪是一种专门用于测量固体表面上液滴或气泡形成的接触角的仪器。
它通常由光学显微镜、摄像设备和图像处理软件组成。
基本原理是通过照射光源,使光线在固体-液滴界面反射和折射,然后利用图像处理技术计算得到接触角的数值。
根据不同原理和操作方式,接触角测量仪可以分为下述几类:- 全自动接触角仪:使用自动驱动系统实现样品台的转动,能够快速测量多个位置的接触角,并进行数据分析和处理。
- 手动接触角仪:由操作人员手动移动样品台和调整镜头来完成接触角测量,适用于实验室中少量样品的测量。
接触角测定方法有哪些?
光学接触角测量仪器(亦称水滴角测量仪)被广泛用于表界面研究的科研、开发和质量控制.可以帮助您轻松准确地表征您所需了解的表面情况,从而节省您宝贵的时间和经费.从领先的研究到快速精准的质量控制,Attension光学接触角测量仪系列产品使这些应用简单可行.系列产品的多功能性,能满足您需要的所有产品特性.测定接触角的方法有多种,但可分为二类.一类是直接法、即直接测量接触角的大小;另一类是间接法、即通过其它物理量的测定以及该物理量与接触角之间的定量关系来计算出接触角的大小、常用测定物理量是长度及质量.第一类方法精度由测角器所決定;第二类则不但由测定长度或质量的仪器精度.而且还由它们间的定量关系式的准确度所決定.1、长度测量法.直接法测口往往要先确定切线的位置,要做到准确就比较困难.采用长度测量法便能避免之.例如将液滴滴在固体表面上并拍下照片,只要测定液摘与平面接触面的半径和其高度.2、直接测量法.这是广泛使用的方法,它是将液滴所成的角即为接触角.用测角器读取的方法可得到精度为土1度.3、重量测量法.它是利用测定表面张力的平板法来,上述都是测量固体平面值的方法,对于固体粉末,先将固体粉末压制成一多孔塞,测定将液体压入〔不润湿固体粉未)或者压出(润湿固体粉末)所需的压力,就可计算出拒水织物作为功能纺织品的一个大类,在日常生活中的应用越来越多,因而进一步提高对其拒水性能检测的准确性、重现性和快速性变得尤其重要.采用接触角表征织物拒水性能更准确,在液滴接触角测量方法中,常用的是量高法和量角法.实际测试中发现,这2种方法測量的结果有比较大的误差,但产生误差的原因至今不详.接触角测量时需注意什么?1、液滴量在2-5微升之间,大多会受重力影响导致水滴变形,太少液滴无法滴落下来,导致不能接液进行测试.2、光源明暗度需根据实际操作情况调节,太亮会导致液滴外轮廓不清晰,太暗则导致液滴变大或才周围太多黑点,影响测试数据的准确性.3、基线位置,原则上是自动找出基线进行测试.特殊情况无法识别出基线的,需要操作人员手动找寻基线.4、任何一台仪器都不是完美的,只能大限度的保证测试数据接触真实的角度,仪器本身的能力和测量的方法都会影响接触角数据,特别是疏水和亲水性强的材料测试数据.。
目前接触角的测定方法主要是哪几种?
接触角是指在气、液、固三相交点处所做的气-液界面的切线,切线在液体一方的与固-液交接线之间的夹角,是润湿程度的量度.现如今已经广泛应用于石油工业、浮选工业、医药材料、芯片产业、低表面能无毒防污材料、油墨、化妆品、农药、印染、造纸、织物整理、洗涤剂等各个领域.在这种广泛应用的情况下,接触角的测定方法的了解就显得十分有必要了.接下来将会对接触角测定方法做一个简单介绍.Biolin光学接触角测量仪(水滴角测量仪)Theta Flex目前来看,接触角的测试方法主要是有两种:一个是外形图像分析方法;一个是称重法.称重法通常还被称为润湿天平、渗透法接触角测定方法.但是目前来看停用相对广泛、测值更为直接准确的是外形图像分析法.外形图像分析法的原理主要是将液滴滴到固体表面,通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像.再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来.其中涉及到的计算方法主要是基于某数学模型如液滴可视为球或圆锥的一部分,通过测定相关参数直接拟合计算接触角值.Young-Laplace方程描述了封闭界面的内外压力差与界面曲率和张力的关系,可以用来准确描述轴对称的液滴的外形轮廓,从而计算出接触角.了解了接触角的测定方法,在测定中就基本没问题了吗?也不是,大家再一起来了解一下影响接触角测试结果的几个因素:平衡时间、温度.一、平衡时间当体系未达平衡时候,接触角会发生变化,此时的接触角称为动态接触角.动态接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义.二、温度对于温度变化较大的体系,由于表面张力的变化,接触角也会发生变化.以上两种,平衡时间的影响一般是单方向的,但温度的变化可能会造成升高或者降低.接触角的测定方法是接触角测量过程中要明确的内容,不管你是处在哪个行业的,只要涉及到接触角测量,就会用到接触角测定仪,也就需要接触角测定方法的理解.本文对这些内容做了简单的介绍,希望能给大家提供一些方便.。
接触角的测量方法
接触角的测量方法接触角是指液体与固体表面接触时,液体表面与固体表面所形成的夹角。
接触角的大小直接影响着液体在固体表面上的传播和吸附性能,因此准确测量接触角对于研究液体在固体表面上的性质具有重要意义。
本文将介绍几种常用的接触角测量方法。
一、传统测量法。
传统的接触角测量方法主要是利用接触角计或接触角测量仪进行测量。
首先将待测液体滴在固体表面上,然后通过放大镜或摄像头观察液滴与固体表面的接触情况,根据液滴与固体表面所形成的夹角即可得到接触角的大小。
这种方法简单直观,适用于一般情况下的接触角测量。
二、动态测量法。
动态测量法是利用高速相机或慢速相机对液滴在固体表面上的扩展过程进行拍摄,然后通过图像处理软件对液滴的形态进行分析,从而得到接触角的大小。
这种方法能够更准确地反映液滴在固体表面上的扩展情况,适用于测量接触角随时间变化的情况。
三、压缩法。
压缩法是利用压力传感器或力传感器对液滴在固体表面上施加压力时的压力-位移曲线进行测量,通过分析曲线的斜率和截距来计算接触角的大小。
这种方法能够较准确地反映液滴在固体表面上的变形情况,适用于测量接触角与压力的关系。
四、光学测量法。
光学测量法是利用反射角、透射角或折射角来计算接触角的大小。
通过测量液滴在固体表面上的反射、透射或折射光线的角度,然后利用光学原理计算得到接触角的大小。
这种方法能够非常精确地测量接触角,适用于对接触角精度要求较高的情况。
总结。
以上介绍了几种常用的接触角测量方法,每种方法都有其适用的场合和优缺点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的接触角测量方法,并结合其他实验手段进行综合分析,以获得准确的接触角数据。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
接触角滞后值 和摩擦系数
接触角滞后值和摩擦系数1. 引言1.1 什么是接触角滞后值接触角滞后值是指液滴在固体表面上扩展或收缩时所表现出的一种特性。
当液滴在固体表面上移动时,液滴的前沿和后沿之间存在一定程度的滞后现象,即前沿的移动速度会比后沿的移动速度快,导致液滴形成一个略微倾斜的角度。
这种现象被称为接触角滞后值。
接触角滞后值的大小取决于液滴和固体表面之间的相互作用力以及表面的粗糙程度。
通常情况下,当液滴与固体表面之间的相互作用力增大时,接触角滞后值也会随之增加。
而当表面粗糙度增加时,液滴在表面上移动时的摩擦力也会增加,导致接触角滞后值增大。
研究接触角滞后值可以帮助我们更好地理解液滴在固体表面上的行为,从而优化液体传输系统的设计以及表面润湿性的调节。
在工程领域中,接触角滞后值的研究也具有重要意义,可以为润滑油润滑、表面涂层设计等领域提供理论支持和实践指导。
1.2 什么是摩擦系数摩擦系数是描述两个接触表面之间摩擦性质的物理量。
它是一个无量纲的数值,表示了物体在相互接触时受到的摩擦力大小与其受到的压力大小之比。
摩擦系数通常用希腊字母μ表示。
在干燥表面的情况下,摩擦系数通常会随着表面粗糙度增加而增加。
而在润滑油润滑的情况下,摩擦系数通常会降低。
摩擦系数是物体在相互接触时所受到的阻力的重要指标,对于工程设计和实际应用具有重要意义。
通过对摩擦系数的测量和分析,可以更好地理解物体之间的运动和相互作用规律,为减少能量损耗、提高机械效率等方面提供有力的支持。
研究摩擦系数的影响因素以及如何有效地调控摩擦系数具有重要的理论和实践意义。
【接着可以展开讨论影响摩擦系数的因素等内容】。
2. 正文2.1 影响接触角滞后值的因素影响接触角滞后值的因素有很多,其中最主要的包括表面粗糙度、表面润湿性、接触液体性质、接触时间和接触力等因素。
表面粗糙度会直接影响接触角滞后值,粗糙表面的接触角滞后值通常会比光滑表面更大。
这是因为粗糙表面会导致接触点的形变增多,从而增加了接触面积,使得液滴在表面上停留的时间延长,最终影响了接触角滞后值的测定。
接触角测量仪测试原理分析计算方法
接触角测量仪测试原理,分析计算方法
一、接触角的测试过程:放置样品→电动注射液滴→上升样品平台接液滴→固体样品接触到液滴→下降样品平台→拍照→分析获得结果
二、接触角的分析计算
拍摄液滴图象
确定基准线(固体与液体的分界线、两个三相点的连线)
确定液滴外型轮廓选取适当的计算方法
拟合液滴外型曲线
计算接触角
三、接触角的计算方法
1、切线法:最传统的方法,用量角器测量,精度不准,误差大,未来将被淘汰。
2、宽高法(θ/2法,圆环法):适用于小于20度的接触角测量。
3、椭圆法:适合于不同角度的接触角测量
4、L-Y法(laplace/young法):适用于大于120度的接触角测量。
四、接触角的测试方法
座滴法(躺滴法)
虏泡法(附着滴法)
悬滴法
薄膜法
晟鼎精密仪器座滴法测量接触角
1.静态接触角
2.动态接触角(前进角和后退角):液滴用软件控制增大,增小,用来表征疏水材料疏水性的方法。
前进角:液体在未被润湿过的材料表面上润湿辅展。
后退角:液体在已被润湿过的材料表面上润湿辅展。
满后角:前进角与后退角的差值。
如下图:。
动态接触角及接触角滞后的测量
动态接触角及接触角滞后性的测量用座滴法测量动态接触角有二种基本的方法:1) 加液/减液法就是在形成液滴后,再继续以很低的速度往液滴加入液体,使其体积不断增大。
开始时,液滴与固体表面的接触面积并不发生变化,但接触角渐渐增大。
当液滴的体积增大到某一临街值时,液滴在固体表面的三相接触线发生往外移动,而在发生移动前瞬间的接触角,被称为前进角。
在此之后,接触角基本保持不变。
反之如果从一形成的液滴不断地以很低的速度把液体移走,使其体积减小。
开始时,液滴与固体表面的接触面积也并不发生变化,但接触角渐渐减小。
当液滴的体积减小到一定值时,液滴在固体表面的固/液/气三相接触线开始往里移动。
在发生这一移动前夕的接触角,就是后退角。
在此之后,接触角也应基本保持不变。
1)加液/减液法测量前进/后退接触角在运用这一方法时,必须注意以下几点:∙体积变化的速度应足够低,尽量保证液滴在整个过程有足够的时间来松弛,使得测量能在准平衡下进行。
∙由于这一过程中一般都有针头/毛细管的卷入以加入/移走液体,针头/毛细管的直径一定要(与液滴相比)足够小,使液体在针管/毛细管外壁上的润湿不会对液滴在固体表面的接触角产生影响。
这一点尤其是对后退角的测量更为突出,否则测得的值将严重偏离真实值。
∙同样由于过程中针头/毛细管的卷入,使得液滴一般不再呈现中心轴对称,也不再能被看作是圆或椭圆的一部分,所以基于Young-Laplace或圆或椭圆方程式的计算方法都将遇到困难,带来较大误差。
此时一般使用广义切线法,但此方法往往对少量的背景噪音较敏感。
2) 倾斜板(tilting plate)法将一足够大体积的液滴置于待测的样品表面后,把样品表面朝一方缓慢、不断地倾斜。
当开始时液滴不发生移动,而只是其中的液体由后方向前方转移,使得前方的接触角不断增大,而后方的不断缩小。
当倾斜到一定角度时,液滴开始发生滑动。
发生滑动前夕液滴的前角就是前进角,后角则为后退角。
2)倾斜板(tilting plate)测量前进/后退/起始滚动角倾斜板法有二种实现方法:∙整体倾斜法:将整套测量仪置于摇篮状的倾斜架上,让包括摄像机,光学镜头,样品台,样品和光源等组件的整套仪器同时倾斜。
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常见的表面性质测试方法,通过测量液体与固体表面接触的角度来判断表面的亲水性或疏水性。
接触角测试广泛应用于材料科学、化工、生物医药等领域,对于表面处理、涂覆材料的选择和性能评价具有重要意义。
本文将介绍接触角测试的标准方法和注意事项。
一、接触角测试的标准方法。
1. 准备工作,在进行接触角测试前,需要准备好实验所需的仪器设备,包括接触角测量仪、光源、相机等。
此外,还需要选择合适的测试液体,常用的有水、甘油、二甲基二氯甲烷等。
2. 样品制备,将待测试的固体样品制备成平整的表面,并确保其清洁干净,避免灰尘、油污等对测试结果的影响。
3. 测量步骤,将测试液体滴在样品表面,通过接触角测量仪测量液滴与样品表面的接触角度。
在测量过程中,需要注意控制液滴大小和滴液速度,保持测试条件的一致性。
4. 数据处理,根据测得的接触角数据,可以计算出表面的亲水性或疏水性指标,从而评价样品的表面性质。
二、接触角测试的注意事项。
1. 样品表面处理,在进行接触角测试前,需要对样品表面进行适当处理,以确保测试结果的准确性。
常见的处理方法包括清洗、打磨、涂覆等。
2. 测量条件控制,在进行接触角测试时,需要严格控制测试条件,包括温度、湿度、光照等因素,以确保测试结果的可比性。
3. 重复测量,为了提高测试结果的可靠性,建议进行多次重复测量,并取平均值作为最终结果。
4. 数据分析,对于接触角测试得到的数据,需要进行合理的分析和解释,结合样品的实际应用需求进行评价。
5. 仪器校准,定期对接触角测量仪进行校准,以确保测试结果的准确性和可靠性。
三、结论。
接触角测试作为一种常见的表面性质测试方法,在材料科学和工程领域具有重要的应用价值。
通过本文的介绍,相信读者对接触角测试的标准方法和注意事项有了更深入的了解,能够在实际应用中更加准确地进行接触角测试,并得到可靠的测试结果。
接触角测试的标准化和规范化将有助于推动该领域的发展,促进材料表面性质研究的进步。
【机械类文献翻译】接触角的应用和测量技术
附录外文文献翻译本文将简要介绍接触角的应用和测量技术。
主要讨论并比较了这两种测量技术。
什么是接触角?接触角θ是用来定量表征液体对固体的润湿性。
如下面的几何图形所示,接触角是由固体、液体、气体三相边界组成的,有液体一侧到固体部分的角度。
从图中可以看出:接触角θ的值小,则表明液体铺展或者润湿性好。
而接触角θ的值较大,则表明润湿性较差。
如果接触角θ小于90度,也就是说,液体浸润固体,如果接触角的值大于90度,就是说不浸润,而0度接触角表明完全润湿。
用一个单独的静态接触角来表征界面间的相互影响还不是太充分。
对于任意给定的液固界面,总可以一系列存在的接触角。
人们发现,静态接触角的值取决于液固界面的相互影响。
人们把液滴铺展的接触角称为“前进接触角”,而把缩小的接触角称为“后退接触角”。
前进接触角接近于最大值,后退接触角接近于最小值,而这一系列角的值就在这最大值和最小值之间。
在实际运动中,三相(液体、固体、气体)边界产生的角称为动态接触角,也可以指“前进的”和“后退的”的角。
“前进的”和“在前进的”或“后退的”和“在后退的”区别在于在静态运动的开始实际上是动态的。
动态接触角是在各种比率的速度下测定的,在较低的速度下测定的动态接触角应该是静态接触角相等。
滞后现象最大的(前进的/在前进的)和最小的(后退的/在后退的)接触角之间的差值就是接触角的滞后现象。
已经有大量的研究分析了接触角滞后现象的意义。
它通常用来表征表面的多向性、粗糙性和活性。
简而言之,对于不均匀的表面,在表面上出现阻碍接触线移动的区域。
对于化学多向性这种情况,这些区域指的是比周围表面有不同接触角的区域。
下面以水润湿为例,当液体前进而接触角的增加,憎水区域将锁定接触线。
当水从亲水区域退湿时,将阻碍接触线的移动,而减小接触角。
从这些分析中可以看出,用水测试时,前进接触角对憎水区敏感,而后退接触角表征了表面亲水区的特征。
表面粗糙性产生接触角的滞后现象,在这种情况下,显微镜的实际倾斜度的变化在固体表面产生了障碍。
接触角测量仪测试方法
接触角测量仪测试方法嘿,咱今儿个就来聊聊接触角测量仪测试方法这档子事儿!你说这接触角测量仪啊,就像是个神奇的小侦探,能帮咱弄清楚各种材料表面的小秘密呢!先说说准备工作吧,就好比要去打仗,咱得先把武器弹药准备好不是?得把样品整得干干净净、平平整整的,可不能有啥灰尘啊、杂质啊之类的来捣乱。
这就像咱出门得先把脸洗干净,不然多邋遢呀!然后呢,就是把样品放好,让接触角测量仪能好好地“盯上”它。
这时候,就像警察锁定目标一样,得稳稳当当的,不能有丝毫偏差。
接着,把测试液体小心翼翼地滴在样品表面,看着那小液滴慢慢铺开或者形成一个可爱的小水珠,这过程可有意思啦!你想想,那小液滴就像个调皮的小精灵,在样品表面上跳来跳去,而接触角测量仪就负责把它的一举一动都记录下来。
这就好像我们看着小朋友玩耍,然后把他们的趣事都记在心里一样。
测试的时候可得注意啦,不能毛手毛脚的。
要仔细观察液滴的形状变化,就像观察天气变化一样,一点细微的差别都不能放过。
这可不是闹着玩的,稍有疏忽可能结果就不准确啦!测量接触角的时候,就像是在给这个小精灵量身高体重似的,得精确再精确。
通过仪器上显示的数据,我们就能知道这个材料表面对这种液体的“态度”啦。
哎呀,你说这接触角测量仪是不是很神奇呀?它能告诉我们好多材料表面的特性呢!比如说,有的材料表面就像个亲水的小朋友,特别喜欢和水亲近,那接触角就会比较小;而有的材料表面就像个怕水的胆小鬼,水一靠近它就躲得远远的,接触角就会比较大。
咱在实际应用中可太需要这个啦!像研究材料的润湿性、表面张力啥的,都离不开它呢。
这不就跟咱生活中一样嘛,了解一个人的性格才能更好地和他相处呀!总之呢,接触角测量仪测试方法虽然听着有点专业有点复杂,但只要咱认真对待,就像对待咱心爱的宝贝一样,肯定能把它搞明白,让它为咱服务,帮咱解开材料表面的那些神秘面纱!你说是不是这个理儿?咱可别小瞧了这小小的接触角测量仪和它的测试方法哟!。
接触角的测试方法
接触角的测试方法
接触角是物体表面与液体或气体接触时形成的角度。
它是用来描述物体表面与
液体或气体相互作用的重要参数,对于理解液体在固体表面的润湿性和粘附性具有重要意义。
以下是常用的几种接触角测试方法。
1. 均匀菲涅尔透射法:该方法使用菲涅尔透射定律和干涉现象。
通过观察光在
物体表面上反射和透射时产生的干涉现象,可以测量接触角。
这种方法适用于透明和光滑的表面。
2. 接触角动态测量法:这种方法使用专门的接触角测量仪器。
该仪器通常包括
一台高精度摄像机和一个液体滴涂系统。
利用高速摄像技术,记录液滴在物体表面上展开和收拢的过程,从而获得接触角。
3. 静态下水平法:这种方法适用于测量固体表面上的静态接触角。
它是通过在
物体表面滴一滴液体,并观察液滴与物体表面的接触状况,来测量接触角。
通常使用接触角仪来进行测量。
4. 接触角测量仪:接触角测量仪是一种专门用于测量接触角的仪器。
它通常采
用压电传感器或光学传感器来测量接触角。
通过将液滴滴在物体表面上,并测量液滴的形状从而计算接触角。
5. 自由表面法:这种方法适用于测量非平整表面的接触角。
它通过将液体放置
在一个已知形状的容器或杯子中,观察液体与容器表面的接触状况,并计算接触角。
这些是常用的几种接触角测试方法。
根据不同的实验条件和需要,选择适合的
方法来测量接触角,可以帮助我们更好地理解物体表面与液体或气体相互作用的性质。
接触角的测量方法(一)
接触角的测量方法(一)接触角的测量方法什么是接触角?接触角指的是液体与固体或液体与气体之间接触面的夹角,是表征固体表面亲水性或疏水性的重要参数。
测量接触角可以帮助研究人员了解材料的表面性质及其对液体的相互作用。
菲涅尔法菲涅尔法是常用的接触角测量方法之一,它基于菲涅尔反射原理。
通过将光从垂直方向照射在液滴与固体表面的交界处,在反射光的干涉图样中可以观察到明暗环的数量和形态,从而计算出接触角。
静态接触角测量法静态接触角测量法是通过将一个液滴放置在固体表面上,并观察液滴与固体交界线的形状来测量接触角。
在稳定状态下,测量液滴的底面直径和高度,利用Young-Laplace方程和Young方程可以计算出接触角的数值。
勃朗温法勃朗温法是一种常见的接触角测量方法,它利用一根细微的毛细管将液体和固体表面连接起来,通过测量毛细管上液体的高度差来计算接触角。
由于毛细力的作用,液体会上升或下降至与固体表面平衡,根据设定的高度差和静水压力可以反推出接触角的数值。
旋转滴盗法旋转滴盗法是一种测量接触角的动态方法。
它通过在固体表面生成一个液滴,并以一定速度旋转固体,观察液滴在旋转的过程中的形态变化,从而计算得出接触角。
该方法适用于表面性质快速变化的材料。
压缩气泡法压缩气泡法是一种常用的接触角测量方法,它利用一根细微的玻璃管从底部抽气,在固体与液体交界处形成一个气泡。
通过调节气泡的大小和形状,以及观察气泡的几何外形变化,可以计算出接触角的数值。
总结接触角的测量方法有菲涅尔法、静态接触角测量法、勃朗温法、旋转滴盗法和压缩气泡法等多种方法。
选择合适的测量方法取决于实验条件和样品特性。
这些方法可以帮助研究人员深入了解固体表面的性质,并应用于材料科学、涂层工程等领域的研究与应用中。
接触角前进角和后退角测试方法
接触角前进角和后退角测试方法嘿,朋友们!今天咱来聊聊接触角前进角和后退角测试方法。
这玩意儿可有意思啦,就好像是探索一个神秘世界的钥匙。
你看啊,接触角,它就像是个小精灵,能告诉我们很多关于液体和固体表面之间的故事呢。
那前进角和后退角呢,就像是小精灵的两个不同状态。
想象一下,我们把一滴液体放在一个固体表面上,这时候接触角就出现啦。
那怎么去测试这个神奇的角度呢?这可得有点小技巧咯。
一般来说,我们会用专门的仪器来测量。
这仪器就像是我们的秘密武器,能精准地捕捉到那个小小的角度。
比如说,我们可以通过光学的方法,让光线来帮忙,看清楚这个角度的大小。
测试前进角的时候呢,就好像看着液体一点点地往前跑,然后在某个瞬间停住,那个角度就是前进角啦。
这就好比是一场小小的赛跑,液体努力地向前冲,最后到达一个位置。
而测试后退角呢,又像是液体在慢慢往后退,像是有点舍不得离开那个固体表面一样。
这感觉是不是很奇妙?咱再说说在实际中的应用吧。
比如说在材料科学里,了解接触角的大小可以帮助我们知道材料的润湿性能好不好。
如果接触角小,那说明液体很容易在上面铺开,就像是水在荷叶上和在玻璃上的区别一样。
在化学工业里,这也是很重要的哦。
它可以帮助我们判断反应的进行情况,是不是很厉害?在日常生活中,其实也能发现接触角的影子呢。
比如水滴在窗户上的形状,不就是接触角在起作用嘛。
哎呀,这接触角前进角和后退角测试方法真的是太有趣啦!它就像是一个隐藏在科学世界里的小宝藏,等着我们去挖掘。
通过了解它,我们能更好地理解这个世界,能让我们的生活变得更加丰富多彩。
所以啊,大家可别小瞧了这个小小的测试方法哦,它可是有着大大的用处呢!它能让我们看到平时看不到的东西,能让我们解开很多科学的谜团。
怎么样,是不是对它充满了好奇和兴趣呢?赶紧去探索一下吧!。
接触角法测试流程
接触角法测试流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行接触角法测试之前,需要做好充分的准备工作。
接触角的滞后现象课件
4.5.2 迫使液滴产生产生滞后现象的影响因素: (1)表面粗糙。 涉及概念: 1,表面粗糙度:r = A/A' A表示真正表面积,A'表示表观表面积: 公式:处于平衡状态有, Kslrds + KlgdscosBw - Ksgrds =0 K表示 表面张力,rds表示表面积的增量。 思现方式做保护处理对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑并不能对任何下载内容负责
4.5,接触角的滞后现象
接触角的滞后现象
通过本节的学习我们将: (1)了解什么是接触角的滞后现象 (2)了解迫使液滴表界面产生接触角滞后现象的影响因素 级相关概念。
cosBw=r(Ksg-Ksl)/Klg=rcosBy 值得注意的是:在第一节中我们知道young方程如下: Ksg=Ksl+Klgcosa 它表示的是液滴表面张力的一种平衡;
接触角的滞ห้องสมุดไป่ตู้现象
2,由表面不均匀性和多相性引起的滞后:
固体表面的不均匀性或多相性也是接触角的原因。在相的 存在能垒,液体的前沿往往停留在相的交界处。前进角往往反 映表面能较低的区域,或反映与液体亲和力弱的那部分固体表 面的性质;而后退角往往反映表面能较高的区域,或反映与液 体亲和力强的那部分固体表面的性质。
接触角的滞后现象
知识回顾: (1)什么是接触角? (2)Young方程的具体内容。
接触角的滞后现象
4.5.1,前进角与后退角 (1)什么是前进角?,什么是后退角?
概念: 往处在粗糙或者不均匀表面上的液滴中滴加 (或者抽取)少量液体时使液滴变高(或者更 加平坦)时周界不动由于液滴的增加(或减 少),而使液滴接触角产生偏差。这时的接触 角称为前进角(或后退角) (2)为什么会产生前进角和后退角?
接触角测试方法
接触角测试方法
嘿,你知道接触角测试不?这玩意儿超厉害!那接触角测试咋弄呢?先准备好样品和测试仪器呀!把样品放得稳稳当当,就像摆宝贝一样。
然后呢,小心地滴上一滴水或者其他液体,这可不能马虎,得滴得恰到好处。
接着用仪器去测量接触角,就像侦探在找线索一样仔细。
注意事项可不少呢!样品得干净整洁,不然咋能测准呢?就像你穿得邋邋遢遢去参加重要活动,那能行嘛?还有操作仪器得小心,别毛手毛脚把仪器弄坏了。
这仪器可金贵着呢,跟宝贝似的。
安全性和稳定性咋样呢?只要操作得当,那肯定没问题呀!就像走在平平稳稳的大路上,不用担心摔跟头。
但要是瞎折腾,那可就不好说了。
这接触角测试应用场景可多了去了。
在材料研究领域,能帮科学家们了解材料的表面性能,这多牛呀!在工业生产中,还能检测产品质量,确保产品棒棒哒。
它的优势可明显了,能快速准确地给出结果,就像有个超厉害的小助手。
比如说,有一次在一个材料研发项目中,就用了接触角测试。
哇
塞,一下子就知道了材料的表面特性,为后续的研究提供了重要依据。
这效果,杠杠的!
接触角测试真的超有用,操作得当就能发挥大作用,你还等啥呢?赶紧试试吧!。
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图 ’" 实际表面上的接触角测试 )*+% ’" A76.-B. -6+13 53-2/03536. 76 03-1 271*4 2/09-B3
会引起针尖附近发生毛细现象以及整个表面的
变形, 但不会改变接触角% 这是因为接触角由界面张力决定, 在接触线附近弯月面的形状 几乎不受远离接触线液面形状变化的影响 ( 然而实验中最好还是使用针尖小的注射器或 者稍大的液滴) % 近些年来, G1*H30 等提出从液滴下部注入或
!" 接触角测试方法
4! "# 躺滴和悬泡接触角直接测量法
[ 5, 6] 由于简单、 易操作等原因, 躺滴 法 和 [ 7] 悬泡法 ( 图 ") 成为使用最为广泛的方法! 躺
滴法的优点是, 测试液体需求量小且被测表面 尺寸只需几个平方厘米即可, 悬泡法主要是被 测表面污染小! 这两种方法不适合测量动态接 触角, 因接触线移动速率与液滴体积增加速率 &’(! "# )*++’,* -./0( $)$1- 0*1-*12 %3%%,*( %) 并非线性关系, 很难控制接触线速率保持恒 定! 图 4 是躺滴法和悬泡法的装置结构图! 滤光片主要是减小光源对测试单元的热效应! 早期是通过带有量角装置的望远镜或显微镜直接测量, 视觉是引起误差的主要原因, 使用 高倍显微镜可改善测量, 误差大致在 8 49! 现在则更多采用显微镜影像及计算机处理, 使 精度大大提高! 测试单元通常是由光学玻璃构成的封闭小室, 被测样品放在小室内部水平 台上! 封闭室一是防止空气中灰尘或油污染样品, 二是使蒸气相处于饱和状态! 因存在平 衡铺展和膜压力 ! ! 的作用, 接触角测量依赖于吸附是否达到平衡! &/: 和 ;’+<$1 发现硅
[ !] 象为主, 经验定律辅助半经验的模型 / 三相接触线和接触角是最容易观测到的界面现
象, 接触角是固液、 固气和气液分子相互作用的直接体现, 通过对接触角的研究, 可获得固
[ ’] 液相互作用的许多信息, 更重要的是, 这也是目前获得这些信息最为有效的方法之一 /
接触角的基本理论是 01234 于 !."# 年提出的 01234 方程, 描述了接触角和三个界面 张力之间的关系, 随后 56778 根据热力学系统平衡态自由能最小原理给予了理论证明/ 按 01234 方程, 接触角取值唯一/ 然而早期观测者 9:;<=64> 发现, 实际表面上接触角取值具 有随意性, 且其可在两个相对稳定的值之间变化, 并将此最大取值称为前进接触角 ! ! , 最 小取值为后退接触角 ! " / &" 年后, ?2<@:3 将此称为 “ 接触角的滞后现象” ( 用 "! A ! ! B ! "
4$5+ !" #$%&’%() (’6&78
" " 薄板竖直插入测试液体中, 除受重力外, 还受液体的浮力与表面张力, 当薄板处于不 !, " #$ ’ (! )* :7;" + (%&!#$ " #$ ’ (! )* :7;" + , -./( !#$ 故薄板插入液体前后测力装置的读数差为: !! " !, + !* " (! )* :7;" + , -./( !#$ 电子天平的出现使精度大大提高, 已从早期的 < *= 提高到 < 3+ *=+ (-) (,)
)*+% !" ,-./0-1 234*536.-.*76 53.874 79 1*:/*4#1*:/*4 2;2.35
带有小尖的细管引出, 同时汽泡的体积必须可控% 实际表面上, 需分别测定前进接触角和后 退接触角% 通过微量注射器往液滴中注入或抽 出少量液体 ( 见图 ’ ) , 待达到平衡后测量接触角 ( 通常在加液和抽液后 $?2 内) , 重复上面程序, 如果连续两次测量的角相同, 即为前进角或后
[ &] 表示) / 作为以实验为主的科学, 接触角测试技术至关重要/ 早期测试重复性较差, 使接
触角的真正含义被其 “ 不确定性” 所掩盖, 以至于一些研究者置疑, 把接触角看作是热力
[ )] 学状态量是否合适 / 随着接触角测量技术的逐渐成熟, 实验重复性提高, 推动了接触角
理论的迅速发展/ 本文将回顾接触角测试技术的发展历程, 分析其特点, 以探讨新的实验 技术/
万方数据
G/! 4#
# # 王晓东等: 接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性 ( !) : 接触角测试技术
"65
表面吸附性等信息, 集中反映在接触角的滞后性上! 此外根据接触线是否移动, 还有静态 接触角和动态接触角的测量之分! 根据被测样品的几何特性, 测试方法可分为平板法、 毛细管法和粉末法! 其中平板法 应用最为广泛, 这将是本文的重点! 系统的几何特性直接决定测试方法的选取, 例如躺滴 法对平板上测定接触角非常简便, 但对于毛细管内部界面却不适用! 同时测试精度、 方便 性、 速度、 价格等因素也需考虑!
接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性
接触角测试技术 !: 王晓东, * 彭晓峰, * 陆建峰, * 王补宣
( 清华大学热能工程系, 北京 !""".) )
摘要: 接触角是表面物理化学中的重要参数之一/ 接触角测试已成为表面探测的 重要技术手段, 通过接触角测试可得到固液、 固气界面分子相互作用的许多重要 信息, 诸如表面湿润性、 固液界面张力、 表面粗糙度、 化学多相性等/ 本文详细回 顾接触角测试技术的发展历程, 分析其特点, 以此探讨新的实验技术/
控制, 应用 DECD#F 程序, 只需输入气#液两相的 密度差及液滴数字影像, 可同时得到气#液表面 张力、 动态前进接触角、 动态后退接触角、 液滴
[ &? ] 体积和液滴底面半径的数据, 精度达 > ?% ?$@% ,3/5-66 实验室 认为当接触线移动速率
低于 $55 K 5*6 时, 动态接触角和静态接触角的差别可忽略% 如上述结论成立, 这种动态方 法的最大优点是可确保测量的接触角一定是前进接触角和后退接触角% 然而在此速率下,
;’+<$1 用直径约 ?! ?5 H 上形成后, 接触角可能介于后退角和前进角之间! 针对这一问题, ?! "<< 的铂丝, 加热烧红去油污, 然后轻蘸液体, 液滴将挂在铂丝的尖端, 慢慢接触固壁, 万方数据 液滴滑下形成一个躺滴, 其重复性大致在 8 49! 许多研究者效仿此法, 用一个圆形的铂环
[ $& ] 统, </ 提出液#液混合物自然沉降法 , 见图 !%
首先配置液 = 和液 == 的混合物, 注入到装有液 =
图 !" 液#液混合物自然沉降法
$% 液!#液"混合物" &% 注射器" !% 液"相液滴 ’% 液!相" (% 被测固体表面
的测试单元中, 液 == 的密度大于液 =, 通过自然 沉降, 液 == 在被测表面上逐渐积累, 形成一个尺 寸可控的液滴, 待一定时间后液滴达到平衡状 态, 形成前进接触角, 其重复性达 > ?% $@% 悬泡法 中, 被测样品要浸没在测试液体中, 气泡通常由
B7+ ,"
" " 王晓东等: 接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性 ( ") : 接触角测试技术
*00
测量实验中, 均未考虑这一效应+ 可以预计, 如果尺寸效应或线性张力理论的意义真正被 认识到, 一定会对躺滴法的实验数据进行相 应地修正+ , ! ," "#$%&$’( 吊片法 吊片 法 由 #$%&’%() 于 *1!- 年 首 次 提 出, 经发展该技术已日趋成熟, 成为躺滴法之
[ &$ ] 动态接触角和静态接触角之间的差别尚无定论 % [ && ] 最后要特别说明一点, <774 发现, 接触角可能随液滴尺寸变化而改变, 即液滴的尺
寸效应, 且与接触角的滞后性密切相关, 最新的研究可参见文献 [ $& , &! ] % 液滴的尺寸效 万方数据 应目前已得到许多研究者的关注, 也初步用线性张力理论解释, 但所有文献报道的躺滴法
第 !! 卷 ’ 期 * ’""& 年 C 月
*
*
应用基础与工程科学学报 * * DEF9G-H EI J-?KL ?LKMGLM -GN MG5KGMM9KG5
*
O1</ !! , G1/ ’ D23= ’""&
文章编号: !""#$"%&" ( ’""& ) "’$"!()$!!* * 中图分类号: +,!’)* * 文献标识码: -!
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应用基础与工程科学学报" " " " " " " " " " " " " " M71% $$
[ $$ ] 代替铂丝, 希望得到更大的液滴% <774 指出,
这种效仿不可取, 当大液滴在表面上形成时携 带大量动能, 同时铂环和液滴分离时液滴较大 的变 形 都 会 导 致 接 触 角 改 变% 对 于 液#液#固 系
关键词: 接触角; 测试; 界面张力; 滞后现象
在许多理论研究和工业生产过程中, 如湿润、 铺展、 采油、 选矿、 洗涤、 表面沸腾和冷凝 等, 常常会遇到固液、 固气界面的问题, 在过去近一个世纪中, 对此投入了大量研究, 然而 对固液界面的认识远不如对固气界面及气液界面的认识深刻, 固液界面的研究依然以现