接触角
接触角和滚动角的关系
接触角和滚动角的关系
接触角和滚动角是描述液体对固体表面的浸润程度的两个重要参数。
接触角是指气液界面的切线与固液界面之间（包含液体部分）的夹角。
滚动角是固液-界面扩展后测量的接触角（前进角）与在固液界面回缩后的测量值（后退角）之间存在的差别。
前进角往往大于后退角，两者之间的差值叫做滚动角。
滚动角的大小也代表了一个固体表面的接触角滞后现象。
滚动角和接触角都是描述液体对固体表面浸润程度的参数，但它们所反映的方面略有不同。
滚动角主要关注液体在固体表面上的滚动行为，而接触角则主要关注液体对固体表面的接触状态。
接触角和粗糙度的关系
接触角和粗糙度的关系
接触角是一个衡量材料表面亲水性或疏水性的重要参数，通常用来评价材料在不同液体中的润湿性。
而粗糙度则是指物体表面粗细程度的表征。
这两者之间有密切的关系。
一般情况下，表面粗糙度越大，接触角就越小。
这是因为表面粗糙度大可以导致材料表面的微小孔隙增多，形成更大的有效表面积，从而增加与液体接触的表面积，提高液体与材料表面之间的相互作用力，使液体易于渗透到材料内部，从而降低接触角。
另一方面，如果材料表面非常光滑，则接触角可能会很大，因为液体接触材料表面的面积非常小，相互作用力很弱。
因此，接触角与表面粗糙度是有直接关系的，这也是为什么在不同材料的界面上观察到接触角的变化。
接触角的概念所谓接触角就是固一液界面与气一液界面之切线在三相
接触角的概念：所谓接触角就是固一液界面与气一液界面之切线在三相点处的夹角。
接触角的大小决定了润湿程度，接触角本身取决于界面张力的相对大小。
固体表面能被液体润湿，接触角越小．润湿性越大，铺展性也愈大，当接触角为零时，叫完全润湿；固体表面不被液体润湿，说明接触角越大，润湿性越小，辅展性越小，液面易收缩成球形。
当接触角等于180度时，叫完全不润湿。
必须指出，润湿与不润湿是一种相对的概念，没有绝对不润湿酌物质，它们只是程度上的差异。
习惯上是这样区分的：接触角＜90度称为润湿；接触角＞90度，称为不润湿；接触角等于零度，叫完全润湿；接触角＝180度，叫完全不润湿。
以上所指的接触角也叫平衡接触角，它没有考虑表面上的阻力，对一个弯曲液面，由于表面张力的作用。
迫使弯曲液面向内收缩而产生一种额外的压力，这种额外的压力叫做附加压力。
附加压力的方向始终指向曲率中心。
注意附加压力只发生在弯曲液面上。
众所周知，纳米材料科学与工程已经成为世界性的研究热点，在研究纳米材料的表面改性时，往往要涉及润湿接触角这个概念。
所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。
接触角测量仪仪器介绍：本公司仪器采用现代化工艺制造，仪器采用先进的专用CMOS数字摄像机，配倍高分辨率变焦式显微镜和高亮度LED背景光源系统，搭配三维样品台，可进行工作台上下、左右、前后等方向移动。
实现微量进样及上下、左右精密移动。
同时还设计了伸缩杆结构工作台，能适应在不同用户材料厚度加大的场合。
仪器框架可以根据式样的大小适量调节，扩大了仪器的使用范围。
软件搭配修正功能，测试多次后的结果可以同时保存在同一报告下，能让用户更好的对材料数据进行管控。
该仪器设计美观大方、操作简单、符合用户所需。
适用于各种行业测定接触角的用户接触角测量仪测量方法：接触角多元化分析方式：全自动拟合法，半自动拟合法，手动水平测量，手动斜面测量，多元化软件计算方法：圆环拟合法(40度以下)；椭圆拟合法(40-120度)；Young-Lapalacer拟合法(120度以上).精准的表面自由能计算：Fowks法，OWRK法，ZismanPlot法，EOS法（软件中预装部分液体数据库，可扩展）.一键式软件测量操作：【按空格键】--打开摄像头；【按1键】--精准的控制滴液；【按2键】--高精度的进行全自动测量.不规则产品测试拓展：凹凸面测试，曲面测试，滚动角测试,前进角后退角测试，高温接触角测试.高速拍照方式：单张/连续/录像；录像任意电影单张导出；录像视频可自动快速测量.细致化数据库管理：导出Excel表格数据word图片数据；图片文字显而易见.接触角测量仪软件分析方法：座滴法（sessile drop）;悬滴法（pendant drop）;薄膜法（lamella method）;掳泡法（Captive bubble method）;包覆纤维法（wetted fiber）;纤维座滴法（sessle fiber drop）;附着滴法（captive bubble）;。
接触角
原理概述1接触角定义当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。
但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。
当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。
图1 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即θγγγcos ///A L L S A S += （1）式中γS/A 、γL/A 、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle ），θ在00-1800之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o 可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o 时可润湿，θ>90o 时不润湿。
2润 湿润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G 降低，称为润湿。
自由能降低的多少称为润湿度，用W S/L 来表示。
润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting ）、铺展润湿（spreading wetting ）和浸湿（immersional wetting ）。
可从图2看出。
图2 三类润湿（1）粘附润湿如果原有的1m2固面和1m2液面消失，形成1m2固-液界面，则此过程的W A S/L为：W A S/L＝γS/A+γL/A-γS/L （2）（2）铺展润湿当一液滴在1m2固面上铺展时，原有的1m2固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1m2液面和1m2固－液界面，则此过程的W S S/L为：W S S/L＝γS/A-γL/A-γS/L （3）（3）浸湿当1m2固面浸入液体中时，原有的1m2固面消失，形成1m2固－液界面，则此过程的W I S/L为：W I S/L＝γS/A-γS/L （4）对上述三类润湿，γS/A和γS/L无法测定，如何求W S/L？分别讨论如下：①粘附润湿将（1）式代入（2）式，可得：W A S/L＝γL/A（1+cosθ）（5）因液体表面张力γL/A为已知，故只需测定接触角θ即可求出W A S/L。
接触角
2.常用接触角的测量方法
1）外形图像分析方法 外形图像分析法的原理：将液滴滴于固体 样品表面,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
2）称重法 通常称为润湿天平或渗透法接触角仪.
3.决定和影响润湿作用和接触角的因素
固体和液体的性质及杂质、添加物的影响， 固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响， 表面污染等。
cos s-g l-s l-g
洗涤、喷洒农药、润滑、油漆、防水布制备、原油开采等
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由它可以预测如下几种润湿情况： 1）当θ=0，完全润湿； 2）当θ﹤90°，部分润湿或润湿； 3）当θ=90°，是润湿与否的 分界线； 4）当θ﹥90°，不润湿； 5）当θ=180°，完全不润湿。
关系.
接触角及其相关应用
主讲：谢昌健
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1 接触角（contact angle）--定义
是指在气、液、固三相交点处所作的气-液 界面的切线穿过液体与固-液交界线之间 的夹角θ，是润湿程度的量度。
1.2 接触角--特点 若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，
其角越小， 润湿性越好；
若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，
在固体表面上的一液滴，若此液体受到固体表面之作用力甚 强（例如水与一种强亲水的固体的表面），液滴将会完全 地平在固体表面上，而其接触角约为0°。而非强亲水性 之固体，则接触角则会较大，到约90°。在许多高亲水性 的表面上，水滴所表现自0°到30°。
若是固体表面为疏水，则接触角将大于90°。对于高疏水性 的表面，其对水的接触角可高达150°或甚至近180°。 在这种的表面上，水滴仅是停留在其上，而非真正对其表 面浸润，可称之为超疏水，我们可以在适当氟化处理过 （类铁氟龙涂布）的表面观察到，并可称之为莲花效应。 这种新材料的表面之超疏水现象系基于与莲叶表面相同之 原理（叶面有许多小突起）甚至对蜂蜜都有超疏水之现象。 接触角因而也提供了表面与液体间作用力的资讯。
接触角实验报告
接触角实验报告
接触角实验报告
实验目的：测量液体在不同固体表面上的接触角，了解液体与固体之间的相互作用。
实验原理：接触角指的是液滴与固体界面上两个相互垂直的线段所夹的夹角，用来表示液体与固体表面之间的相互作用。
接触角越小，液滴与固体表面之间的相互作用越强，液滴难以展开，接触角越大，相互作用越弱，液滴容易展开。
实验材料：实验所需材料包括：不同种类的液体，测角器，实验盘。
液体可以选择水、油等。
实验步骤：
1. 准备实验盘，将不同种类的液体倒在实验盘中。
2. 在液滴与实验盘交界处，使用测角器测量接触角。
3. 测量多组接触角数据，取平均值作为最终结果。
实验结果：
根据实验数据，我们可以得到液体在不同固体表面上的接触角。
接触角越小，液体与固体之间的相互作用越强；接触角越大，相互作用越弱。
实验讨论：
1. 实验中可能存在的误差来源：液滴初始形状不规则、实验操作误差等。
2. 实验中可以进一步研究液体性质、固体表面特性等对接触角的影响。
3. 实验结果的意义：接触角可以用来描述液体与固体之间的相互作用，对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验结论：
通过本实验，我们测量了液体在不同固体表面上的接触角，观察到液体与固体之间的相互作用。
实验结果表明，接触角越小，液体与固体之间的相互作用越强；接触角越大，相互作用越弱。
接触角的测量可以用来描述液体与固体之间的相互作用，对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验还存在一些误差来源，可以进一步完善实验方法。
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。
表面张力系数 接触角
表面张力系数接触角
表面张力系数和接触角是液体表面性质的两个重要指标。
表面张力系数是指液体分子间相互作用力所导致的液体表面弹性，常用符号为γ。
接触角是指液体与固体表面接触时形成的夹角，常用符号为θ。
接触角大小与表面张力系数有关，一般情况下，表面张力系数越大，接触角越小；表面张力系数越小，接触角越大。
因此，表面张力系数和接触角可以用来描述液体表面的亲疏性和表面活性。
在材料科学、生物科学、化学工程、涂料工业、纺织工业等领域，表面张力系数和接触角都具有重要应用价值。
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轴承滚珠接触角计算公式
轴承滚珠接触角计算公式
在轴承设计和选择中，接触角是一个重要参数。
接触角可以影响轴承的负载能力、转速等性能，因此计算接触角是非常重要的。
下面介绍轴承滚珠接触角的计算公式。
1. 单一滚珠接触角计算公式
单一滚珠接触角是指滚珠在轴承内、外圈之间的接触角。
计算公式如下：
cosα=(d-D)/(2r)
其中，d是滚珠的直径，D是轴承内、外圈的直径，r是轴承的半径。
2. 多滚珠接触角计算公式
在多滚珠轴承中，滚珠数量和排列方式不同，接触角计算也相应有所不同。
一般来说，可以采用Hertz接触理论计算接触角，公式如下：
cosα=(F/(2πER1R2))^(1/2)
其中，F是轴承的额定动载荷，E是轴承材料的弹性模量，R1和R2是轴承内、外圈的半径。
需要注意的是，接触角的计算公式只是一个理论计算值，实际应用中还需要考虑其他因素，如轴承的精度、润滑等条件。
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常见材料和水的接触角值
常见材料和水的接触角值1.引言接触角是研究液体与固体接触界面性质的重要参数之一。
它描述了液滴或液体界面与固体表面之间的相互作用力大小和性质。
在材料科学和表面科学研究中，接触角被广泛用于表征材料的亲水性或疏水性，以及液体在固体表面上的润湿行为。
本文将介绍一些常见材料与水的接触角值，通过对不同材料的接触角值的了解，可以更好地理解材料的性质和应用。
2.亲水性材料亲水性材料指的是对水具有良好润湿性的材料，水在其表面能够形成较小的接触角。
下面是一些常见的亲水性材料及其与水的接触角值：-玻璃：玻璃是一种常见的亲水性材料，其与水的接触角一般在10°-20°左右。
这是因为玻璃表面具有一定的亲水基团，水分子能够在玻璃表面形成较大的接触面积，从而形成较小的接触角。
-陶瓷：陶瓷材料的接触角值与其成分和表面处理方式密切相关。
总体而言，陶瓷材料对水的润湿性较好，接触角一般在10°-30°之间。
-金属：金属材料的接触角值通常较高，一般在70°-90°之间。
金属表面往往具有一定的氧化膜或污染层，使得水分子无法与金属表面形成完全平整的接触，导致较大的接触角。
3.疏水性材料疏水性材料指的是对水具有较强排斥性的材料，水在其表面难以形成接触而形成较大的接触角。
下面是一些常见的疏水性材料及其与水的接触角值：-聚烯烃类材料：聚烯烃类材料包括聚乙烯和聚丙烯等，它们的接触角一般都在90°以上。
这是因为这类材料的分子链较长，表面相对光滑，且不含极性基团，使得水分子难以在其表面上形成润湿膜。
-聚四氟乙烯（P TF E）：PT FE是一种常见的疏水性材料，其与水的接触角高达110°左右。
P TF E具有良好的低表面能和低粘性，水在其表面几乎无法形成润湿。
-硅烷改性聚合物：这类材料通过在聚合物分子链上引入疏水性硅烷基团，可显著提高材料的疏水性。
硅烷改性聚合物的接触角值一般在90°以上，具有良好的抗水性能。
接触角测定国家标准
接触角测定国家标准接触角是指液体与固体表面接触时形成的夹角，它是描述液体在固体表面上的润湿性能的重要参数。
而接触角测定则是用来测量这一夹角的方法。
接触角的大小直接影响着液体在固体表面上的展开程度，对于润湿性、液滴形态、表面张力等性质都有着重要的影响。
因此，准确测定接触角对于研究表面性质、润湿性能以及材料科学具有重要意义。
在国际上，对于接触角的测定有着一系列的标准和规范，而在我国，也有相应的国家标准来规定接触角的测定方法和要求。
接触角测定国家标准的制定，是为了保证测定结果的准确性和可比性，为科研和工程应用提供可靠的数据支持。
在进行接触角测定时，必须要严格按照国家标准的要求来进行，以确保测定结果的准确性和可靠性。
国家标准对于接触角测定主要包括了测定方法、仪器设备、试样制备、测定步骤、数据处理等方面的要求。
首先，测定方法是关键的一环，国家标准明确了测定接触角的基本原理和方法，以及适用的范围和限制条件。
其次，仪器设备的选择和使用也是至关重要的，国家标准对于测定仪器的性能指标、校准要求等都有详细规定。
此外，试样的制备和处理也是影响测定结果的重要因素，国家标准对于试样的选择、处理方法、环境条件等都有着具体的要求。
在测定步骤和数据处理方面，国家标准也规定了详细的操作流程和数据处理方法，以确保测定结果的准确性和可靠性。
在实际的接触角测定过程中，严格遵守国家标准的要求是非常重要的。
只有在符合标准要求的条件下进行测定，才能得到准确可靠的测定结果。
因此，在进行接触角测定时，需要认真研读并遵守国家标准的相关规定，确保测定过程的准确性和可靠性。
总之，接触角测定国家标准的制定和执行，对于保证接触角测定结果的准确性和可比性具有重要意义。
只有严格遵守国家标准的要求，才能够保证测定结果的准确可靠，为科研和工程应用提供可靠的数据支持。
因此，我们在进行接触角测定时，务必要认真遵守国家标准的相关规定，以确保测定结果的准确性和可靠性。
胶粘剂接触角测试
胶粘剂接触角测试一、接触角测试原理接触角是表征接触液体和固体表面相互作用的一个重要参数。
接触角越小，表示液体在固体表面上的展开性越好，胶粘剂对固体的粘附性能越强。
接触角的大小受到液体表面张力和固体表面能的影响。
表面张力越小，接触角越小，固体表面能越小，接触角越小。
胶粘剂与不同固体表面的接触角大小不同，也会影响其在不同固体表面上的粘附性能。
接触角测试是通过测量液体在固体表面上的接触角来确定液体和固体之间相互作用的强弱。
常用的接触角测试方法有：垂直法、斜射法、水滴法、涂抹法等。
垂直法是通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
使用传统的垂直法接触角计算公式为：cosθ=(γ_sg−γ_sl)/γ_l其中，θ为接触角，γ_sg为固体和液体界面的面积折射率，γ_sl为固体和液体间的表面张力，γ_l为液体表面张力。
通过此公式可以计算出液体在固体表面上的接触角大小。
斜射法是通过用激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
这种方法适用于透明液体和不同曲率的曲面。
水滴法是通过滴一滴水或其他液体在固体表面上，记录下液滴的外形，然后通过测量外形来计算接触角的大小。
这种方法简单，易于操作，适用于大多数液体和固体表面。
涂抹法是通过用定量的胶粘剂在固体表面上涂抹，然后测量液体在固体表面上的接触角来确定胶粘剂与固体表面之间的相互作用力。
这种方法适用于胶粘剂在不同固体表面上的粘附性能测试。
二、接触角测试方法接触角测试的方法有很多种，根据具体的实验要求和胶粘剂的特性选择不同的方法。
1.垂直法：将液滴从垂直方向滴在固体表面上，通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
这种方法适用于透明和不透明液体和固体表面。
2.水滴法：将液滴滴在固体表面上，通过测量液滴的外形和大小来计算接触角的大小。
这种方法适用于透明和不透明液体和不同形状的固体表面。
3.斜射法：通过激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
接触角原理
接触角原理接触角原理是表征液体在固体表面上接触时的角度变化的物理现象。
在实际应用中，接触角常常被用来表征固体表面的亲水性或疏水性，以及液体在固体表面的吸附能力。
接触角的定义为液滴与固体表面所形成的夹角，即液面与固液界面所形成的夹角，液体与固体接触面积越小，接触角越大，反之亦然。
接触角既受固体表面特性的影响，也受液体表面张力的影响。
一般来说，当液体对固体表面具有一定的亲水性时，形成的接触角较小（小于90度），这种情况下，液滴能够充分地展开在固体表面上，表现出润湿性。
而当液体对固体表面具有较强的疏水性时，形成的接触角较大（大于90度），液滴则不能很好地展开在固体表面上，表现出不良润湿性。
液体在固体表面上的接触行为不仅与固体和液体表面的物化特性有关，同时也受到气体相的影响。
在实际情况中，绝大多数液体表面都存在一层氧化层或异物层，如果液体不与空气接触，接触角就会受到影响。
接触角的测定方法有很多种，主要包括静态接触角法、动态接触角法和气泡法。
静态接触角法是一种基于光学或成像系统的方法，可以直接测量液滴和固体表面形成的接触角；动态接触角法则是通过在实验过程中改变液滴与固体表面的接触情况，从而测量接触角变化的方法。
气泡法则是通过测量气泡在液体和固体界面上升降的时间，从而计算出接触角的方法。
除了上述应用领域，接触角原理在生物学、环境科学和食品工业等领域也有着广泛的应用。
在生物学中，接触角原理被用于解释液体和生物界面之间的相互作用，并被应用于诊断医学领域的生物膜研究。
在组织工程中，接触角原理也被用于控制生物材料的表面性能，以提高生物材料的可控性和生物相容性。
糖皮质植入的成功率与材料表面的润湿性密切相关。
在环境科学中，接触角被用于测量水的表面张力和疏水性，从而预测污染物在自然环境中的行为。
在水污染控制和治理中，诸如油膜吸附、废水处理，水中有毒有害物质的检测和去除，也都需要利用接触角原理。
在食品工业中，接触角原理被应用于测量食品和包装材料的表面润湿性，以便更好地控制包装材料与食品接触后的润湿性和控制拉伸或撕裂的强度。
接触角实验报告
一、实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
2. 掌握使用JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
3. 分析实验数据，探讨影响接触角的因素。
二、实验原理1. 润湿过程：润湿是自然界和生产过程中常见的现象，指固-气界面被固-液界面所取代的过程。
液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。
2. 接触角：当液体与固体接触后，体系的自由能降低。
在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。
接触角是描述液体润湿程度的物理量，其值越小，表示液体在固体表面的润湿程度越高。
3. 接触角测量原理：接触角测量仪通过测量液滴在固体表面上的形状，计算出接触角的大小。
常见的测量方法有量高法、量角法等。
三、实验仪器与材料1. 仪器：JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪、滴管、吸球、移液器、固体样品（如玻璃板、塑料板等）、液体样品（如水、油等）。
2. 材料：实验前需准备好固体样品和液体样品，确保样品表面干净、无杂质。
四、实验步骤1. 样品准备：将固体样品清洗干净，干燥后放置在接触角测量仪的样品台上。
2. 液体滴加：使用滴管将液体样品滴加到固体样品表面，注意控制液滴大小，避免过多。
3. 数据采集：启动接触角测量仪，观察液滴在固体表面上的形状，待液滴稳定后，仪器自动测量并计算出接触角。
4. 重复实验：对同一液体和固体样品进行多次实验，取平均值作为最终结果。
5. 数据分析：分析实验数据，探讨影响接触角的因素。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，得到不同液体在固体表面上的接触角数据。
2. 数据分析：（1）液体性质：液体表面张力、粘度、极性等因素会影响接触角的大小。
表面张力越大，接触角越小；粘度越大，接触角越大；极性相似的液体在固体表面的接触角较小。
常见材料和水的接触角值
常见材料和水的接触角值一、介绍接触角是描述液体与固体界面相互作用的重要参数之一。
它是指液滴或液体与固体界面形成的夹角，描述了液体在固体表面上的润湿性。
接触角的大小与液体和固体之间的相互作用力有关，也受到表面张力的影响。
常见材料和水之间的接触角值对于理解材料的润湿性和应用具有重要意义。
二、常见材料和水的接触角值1. 金属材料金属材料一般具有较低的接触角，即水在金属表面上很容易展开。
这是因为金属表面通常具有较好的润湿性，水分子与金属表面之间的相互作用力较强。
以下是一些常见金属材料和水的接触角值：•铝：接触角约为60°-80°•铁：接触角约为80°-90°•铜：接触角约为70°-80°2. 玻璃材料玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有较高的接触角。
这是因为玻璃表面通常具有较好的亲水性，水分子与玻璃表面之间的相互作用力较弱。
以下是一些常见玻璃材料和水的接触角值：•硅玻璃：接触角约为10°-20°•玻璃纤维：接触角约为20°-30°•普通玻璃：接触角约为30°-40°3. 聚合物材料聚合物材料是一类重要的工程材料，其润湿性和接触角值与其化学结构和表面性质密切相关。
以下是一些常见聚合物材料和水的接触角值：•聚乙烯：接触角约为90°-100°•聚丙烯：接触角约为90°-100°•聚苯乙烯：接触角约为80°-90°4. 纳米材料纳米材料是近年来发展迅速的一类材料，其表面性质和接触角值可能会发生显著变化。
纳米材料的表面通常具有特殊的微纳结构，可以通过调控结构来改变接触角。
以下是一些常见纳米材料和水的接触角值：•纳米金颗粒：接触角约为70°-80°•纳米二氧化硅：接触角约为20°-30°•纳米氧化铝：接触角约为10°-20°三、影响接触角的因素除了材料的性质外，接触角还受到其他因素的影响。
什么是接触角
什么是接触角什么是接触角接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。
若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，其角越小，润湿性越好；若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，容易在表面上移动，不能进入毛细孔。
润湿过程与体系的界面张力有关。
一滴液体落在水平固体表面上，当达到平衡时，形成的接触角与各界面张力之间符合下面的杨氏公式(Young Equation):γs,g = γs,l + γg,l×cosθ由它可以预测如下几种润湿情况：1)当θ=0，完全润湿；2)当θ﹤90°，部分润湿或润湿；3)当θ=90°，是润湿与否的分界线；4)当θ﹥90°，不润湿；5)当θ=180°，完全不润湿。
毛细现象中液体上升、下降高度h。
h的正负表示上升或下降。
浸润液体上升，接触角为锐角；不浸润液体下降，接触角为钝角。
上升高度h=2*表面张力系数/(液体密度*重力加速度g*液面半径R)。
上升高度h=2*表面张力系数*cos接触角/(液体密度*重力加速度g*毛细管半径r)。
润湿性问题与采矿浮选、石油开采、纺织印染、农药加工、感光胶片生产、油漆配方以及防水、洗涤等都有密切关系。
接触角现有测试方法通常有两种:其一为外形图像分析方法;其二为称重法.后者通常称为润湿天平或渗透法接触角仪.但目前应用广泛,测值最直接与准确的还是外形图像分析方法.外形图像分析法的原理为,将液滴滴于固体样品表面,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.计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型如液滴可被视为球或圆椎的一部分,然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值。
接触角名词解释
接触角名词解释
接触角是指两个物体在接触点处的夹角。
这个概念常用于描述液滴或气泡与固体表面的接触情况。
在液滴和固体表面的接触中，存在接触角。
接触角的大小决定了液滴在固体表面上的形状。
如果接触角较小，则液滴将展开，与固体表面有很大的接触面积。
如果接触角较大，则液滴形状更为球状，与固体表面接触的面积较小。
接触角的大小与液体与固体表面之间的相互作用力有关。
如果液体与固体表面之间相互作用力较强，接触角会较小。
相反，如果相互作用力较弱，接触角会较大。
接触角在工程和科学领域中有很多应用。
例如，通过调整液滴在固体表面上的接触角，可以改变液体在微流体设备中的流动性能。
此外，接触角也被用于研究液滴在涂层和染料中的扩展性，以及气泡在液体中的消解过程等。
接触角与粘度-概述说明以及解释
接触角与粘度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述接触角与粘度是物理学中两个重要的概念，它们在液体界面行为和流体力学领域有着广泛的应用。
接触角描述了液体与固体表面接触时的几何角度，而粘度则是液体的流动阻力。
液体与固体接触的角度称为接触角。
它是指液体在与固体表面接触时，与固体表面所形成的夹角。
接触角的大小可以反映液体的润湿性，即液体与固体之间的相互作用力大小。
当接触角接近于0度时，液体完全能够润湿固体表面，因为液体与固体表面之间的相互作用力较强。
而当接触角接近于180度时，液体难以润湿固体表面，因为液体与固体表面之间的相互作用力较弱。
粘度是液体的一个重要物理性质，它描述了液体流动的阻力大小。
粘度越大，液体流动的阻力就越大，流动性能就越差。
粘度的大小取决于液体分子之间的相互作用力。
当液体分子间的相互作用力较强时，粘度就会增大；相反，当液体分子间的相互作用力较弱时，粘度就会减小。
接触角与粘度之间存在一定的关系。
液体的接触角与其粘度之间存在一种内在联系，即接触角的大小会受到粘度的影响。
一般来说，粘度较大的液体更难与固体表面接触并润湿。
这是因为液体颗粒之间相互作用力较强，使得液体分子对固体表面的吸附和扩散能力降低，从而导致接触角的增大。
通过研究接触角与粘度的关系，可以更好地理解液体在界面上的行为，并为一些液体的应用提供理论基础。
例如，在表面润湿和液滴形态控制方面，我们可以通过调控液体的粘度来改变接触角，进而实现特定的应用要求。
此外，在涂层技术、液滴传输和液体微滴的生成等领域，对接触角和粘度的深入研究也有助于发掘新的应用前景。
综上所述，接触角与粘度是两个相互关联的重要概念。
它们在液体与固体之间相互作用和流体力学研究中具有广泛的应用价值。
通过深入研究接触角与粘度的关系，可以为相关领域的研究和应用提供更多的理论支持和指导。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分。
首先，在引言部分，我们将对接触角和粘度进行概述，并介绍文章的目的。
孔隙率 接触角
孔隙率接触角摘要：一、引言1.孔隙率的概念2.接触角的概念3.孔隙率和接触角在材料科学中的重要性二、孔隙率的定义和计算方法1.孔隙率的定义2.孔隙率的计算方法3.孔隙率的影响因素三、接触角的概念和测量方法1.接触角的概念2.接触角的测量方法3.接触角的影响因素四、孔隙率和接触角的关系1.孔隙率和接触角的关系2.孔隙率和接触角对材料性能的影响五、实际应用案例1.孔隙率和接触角在材料科学中的应用2.孔隙率和接触角在实际产品中的应用六、结论1.孔隙率和接触角的重要性2.孔隙率和接触角在材料科学和实际应用中的前景正文：一、引言孔隙率，是指材料中孔隙体积占总体积的比例，是衡量材料疏松程度的一个重要参数。
接触角，是指液体与固体表面接触时形成的夹角，它反映了液体与固体之间的相互作用力。
孔隙率和接触角在材料科学中具有重要的地位，它们直接影响到材料的性能和应用。
二、孔隙率的定义和计算方法孔隙率是指材料中孔隙体积占总体积的比例，用符号"ε"表示。
其计算公式为：ε= (V_p - V_s) / V_s其中，V_p 为材料的总体积，V_s 为材料的固体体积。
孔隙率的大小取决于材料的成分、结构和制备工艺等因素。
一般来说，孔隙率越高，材料的透气性、吸水性和抗压强度等性能越好。
但是，孔隙率过高也会导致材料的强度和刚度降低。
三、接触角的概念和测量方法接触角是指液体与固体表面接触时形成的夹角，通常用符号"θ"表示。
接触角的大小反映了液体与固体之间的相互作用力。
当液体与固体之间的相互作用力表现为吸引力时，接触角较小；当液体与固体之间的相互作用力表现为排斥力时，接触角较大。
接触角的测量方法有多种，如：静态接触角法、动态接触角法、界面张力法等。
四、孔隙率和接触角的关系孔隙率和接触角之间存在密切的关系。
一般来说，孔隙率越高，接触角越小；孔隙率越低，接触角越大。
这是因为孔隙的存在改变了液体与固体之间的相互作用力，从而影响了接触角的大小。
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原理概述1接触角定义当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。
但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。
当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。
图1 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即θγγγcos ///A L L S A S += （1）式中γS/A 、γL/A 、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle ），θ在00-1800之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o 可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o 时可润湿，θ>90o 时不润湿。
2润 湿润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G 降低，称为润湿。
自由能降低的多少称为润湿度，用W S/L 来表示。
润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting ）、铺展润湿（spreading wetting ）和浸湿（immersional wetting ）。
可从图2看出。
图2 三类润湿（1）粘附润湿如果原有的1m2固面和1m2液面消失，形成1m2固-液界面，则此过程的W A S/L为：W A S/L＝γS/A+γL/A-γS/L （2）（2）铺展润湿当一液滴在1m2固面上铺展时，原有的1m2固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1m2液面和1m2固－液界面，则此过程的W S S/L为：W S S/L＝γS/A-γL/A-γS/L （3）（3）浸湿当1m2固面浸入液体中时，原有的1m2固面消失，形成1m2固－液界面，则此过程的W I S/L为：W I S/L＝γS/A-γS/L （4）对上述三类润湿，γS/A和γS/L无法测定，如何求W S/L？分别讨论如下：①粘附润湿将（1）式代入（2）式，可得：W A S/L＝γL/A（1+cosθ）（5）因液体表面张力γL/A为已知，故只需测定接触角θ即可求出W A S/L。
②铺展润湿将（1）式代入（3）式，可得：W S S/L＝γL/A（cosθ-1）因cos≤1，故W S S/L≤0。
但W S/L是自由能降低，结果表示可以有一个自由能增加或不变的自发过程。
这显然违反热力学第二定律。
错误在于误用了（1）式，此式只适用于平衡态。
若液滴自动铺展以完全盖住固面，这就表示液滴与固面不成平衡态，所以不能将（1）式代入（3）式中。
这里应该指出，不能将铺展润湿认为θ＝00，而在此情况下根本没有接触角。
θ＝00的正确理解应是有一个角，恰好等于0o。
设有固体与压力逐渐增加的蒸气接触以吸附此蒸气，当压力达到饱和蒸气压P0时，固面上即有一层极薄的液体。
由Gibbs吸附原理知，表面自由能降低＝RT⎰Γ00lnPPd。
因此，W S S/L＝γS/A-γL/A-γS/L ＝RT⎰Γ00lnPPd（6）③浸湿将式（6）中的γL/A去掉，即得W I S/L：W I S/L ＝γS/A -γS/L＝RT ⎰Γ0ln P P d（7）由（5）式可知，当θ＝0o时，cos θ＝1，W A S/L ＝2γL/A ，自由能降低为最大，则认为固体完全被液体润湿；当θ＝180o 时，cos θ＝-1，W A S/L ＝0，自由能降低为0，则固体完全不被液体润湿，即完全不润湿。
这种情况是理想的，因为液体与固体之间多少有一些相互吸引力存在。
3接触角的测定对于理想的平固体表面，当液滴在表面达平衡后。
只有一个符合Young 方程的接触角。
但实际固体表面是非理想的，因而会出现滞后现象，致使接触角的测量往往很难重复。
但经过精心制备和处理的表面，有可能得到较重复的数据，特别是高分子的表面。
表面的制备和处理的目的是要得到较光滑、干净的理想表面，但具体的手续因样品而异，这里不作更多的介绍。
这里主要介绍一些常用的接触角测定方法，它们都是针对气—液—固体系的接触角而设计的。
但其中有些方法，只需略加修改，亦适用于液—液—固体系接触角的测定。
1. 量角法液滴角度测量法是测量接触角的最常用的方法之一，如图3（a ，b ）所示。
该方法是将固体表面上的液滴，或将浸入液体中的固体表面上形成的气泡投影到屏幕上，然后直接测量切线与相界面的夹角，直接测量接触角的大小。
（a ）停滴 （b ）停泡图3 量角法示意图如果液体蒸气在固体表面发生吸附，影响固体的表面自由能，则应把样品放入带有观察窗的密封箱中，待体系达平衡后再进行测定。
此法的优点是：样品用量少，仪器简单，测量方便。
准确度一般在土1o 左右。
2. 量高法如果液滴很小，重力作用引起液滴的变形可以忽略不计，这时的躺滴可认为是球形的一部分，如图4所示。
接触角可通过高度的测量按下式计算：2tan 2h dθ= （8）式中h 是液滴高度，d 是滴底的直径。
若液滴体积小于10-4mL ，此方法可用。
若接触角小于90o ，则液滴稍大亦可应用。
图4 量高法示意图液滴在纤维上的接触角也可用量角法测量，把纤维水平拉直．置于样品槽内，然后投影到电脑屏幕，直接测定液滴与纤维表面的夹角。
如果液滴很小，接触角也可用量高法测量，通过式（8）来计算。
实际固体表面几乎都是非理想的，或大或小总是会出现接触角滞后现象．因此，需同时测定前进角和后退角。
对于躺滴法，可用增减液滴体积的办法来测定。
增加液滴体积时测出的是前进角，如图5(a)所示；减少液滴体积时为后退角，如图5(b)所示。
（a）前进角（b）后退角图5 前进角和后退角的测定方法为了避免增减液滴体积时可能引起液滴振动和变形，在测定时可将改变液滴体积的毛细管尖端插入液滴中，尖端插入液滴不影响接触角的数值。
决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。
如，固体和液体的性质及杂质、添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。
对于一定的固体表面，在液体液相中加入表面活性物质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长，接触角有逐渐变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上吸附的结果。
仪器组成1 技术指标1. 测量方式：量角法，量高法，悬滴法；2. 测量范围：0～180o；3. 测量精度：0.1 o或0.5o；4. 温度范围：室温；选配电控温加热平台(室温～120 o)5. 图像放大率：55pixel/mm～315pixel/mm；6. 固体试样尺寸： 100×100mm；7. 主机外形尺寸： 400×250×250mm8. 总功率：220V 200W(包括计算机)；2 系统组成2.1 硬件组成接触角测量仪主机平台，蠕动加样泵，CCD摄像头，连续变倍系统，手动CCD倾角平台如图6所示图6 CCD摄像头，连续变倍系统，手动ccd倾角平台12V变压器电源，如图7所示图7 12V变压器电源CCD USB连接线一根，如图8所示图8 USB连接线与接触角测量仪相配的计算机一台如自带计算机，建议配置如下或更高级：奔腾3以上的计算机；必须有USB2.0接口；256M以上内存；至少500M硬盘空间；ATI、NVIDIA、Intel高性能集成显卡。
2.2 软件组成运行环境Win2000/XP配套软件产品随机配送的光盘中，一般包括以下内容：仪器应用程序软件；配套设备的驱动程序；仪器介绍、操作指南。
系统使用1 启动运行jc2000-usb.exe即可启动接触角测量仪应用程序。
接触角测量仪应用程序主界面如图9所示：图9 接触角测量仪应用程序主界面图2 采样操作模块使用说明●屏幕左侧的大矩形区域为图像显示区，当点击活动图像时，显示区显示当前摄像机摄入的图像内容。
●屏幕右侧为采样操作模块的功能菜单，现将菜单各项功能详述如下：活动图像：激活视频显示区冻结图像：冻结视频显示区图像，以便于执行下一步操作。
温度：显示当前装样平台温度（注意此功能为选配件，而且温度显示在控温箱上）单位: 摄氏度℃精度: 0.1℃左移：让屏幕画面往左移动右移：让屏幕画面往右移动快存和存停：快存的总帧数可根据页面数量设定；快存间隔帧数可根据计算机硬件配置决定，一般视频有25帧/秒。
时间根据硬盘容量决定。
←→播放（按帧为单位正放或倒放）快存的图像。
▇放停：停止快存的图像。
3 菜单说明文件菜单，如图10所示。
图10 文件菜单选项上述6个选项依次是：“保存图片…”、“打开图片…”。
通常接触角测量实验中只采一帧图，在冻结图像后，可按“保存图片…”菜单存储图像。
在打开图片用于分析。
“连续慢存”用于指定存储目录和按照设置菜单设置进行图片存储“停止连续存储”用于结束当前存储“连续播放快存”，“停止播放快存”用于播放和停止播放快存的视频文件。
选项菜单，如图11所示图11 选项菜单选项菜单中“设置”选项用来设置参数，当选择“设置”选项时会弹出对话框，如图12所示。
总帧数是设置慢存的存储图片的总数。
存储间隔是每隔多长时间存储一张图片。
举例，如图12：意思是共存10张图，每隔4秒存一张。
图片保存总帧数和存储间隔可根据客户要求设置。
快存自动触发被选中情况下，存储帧数选项才有意义。
快存自动触发自动判别图像的改动而进行快存。
存储的帧数取决与存储帧数。
图像识别测试用于判定能否使用快存自动触发。
悬滴法表面张力计算和表面能计算进入相应计算界面，后面有详细介绍。
图12 参数设置对话框4 使用步骤4.1 采样加入样品。
实验过程如图13所示。
图13 实验过程图通过几个选钮让液体滴到待测平面上后用下面几种测试方法测试数据如果只采一帧图，按冻结图像，在文件菜单中中选“保存图片…”选项存储图像，会有提示请你选择储存的文件名和所在的文件夹。
如果要连续采样，使用“设置”中的选项来设定总帧数和间隔时间。
4.2 量角法按量角法按钮，进入量角法主界面，如图14所示，按开始键，打开文件夹，选中需要计算的图形文件。
图14 量角法主界面图开始：调用保存图片量角器精度：选择0.05与0.25两个精度之一量取角度：显示测量尺W：测量尺向上S: 测量尺向下A: 测量尺向右D: 测量尺向左<: 测量尺左旋>: 测量尺右旋量角器：显示测量尺角度接触角：显示接触角角度量取角度显示测量尺，显示测量尺角度为45度，然后使测量尺与液滴边缘相切，如图15所示。
图15 量角法测量然后下移测量尺到液滴顶端，如图16所示图16 量角法测量再将旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值，如图17所示。