接触角
接触角测量仪原理
接触角测量仪原理接触角测量仪是一种用于测量固体表面润湿性的仪器，通过测量液体与固体表面之间的接触角来反映固体表面的润湿性能。
接触角是指液体与固体表面在接触处所形成的夹角，它是衡量液体在固体表面上的润湿性的重要参数。
在实际生产和科研中，接触角测量仪被广泛应用于表面润湿性的研究和评价。
接触角测量仪的原理主要基于Young方程和表面张力的作用。
当一滴液体滴在固体表面上时，液体分子与固体表面分子之间会发生相互作用，形成一个接触线。
此时，液体表面张力会使液滴试图最小化其表面积，而固体表面张力会使液滴试图最小化其与固体表面的接触面积。
接触角的大小取决于这两种张力的平衡状态，当接触角越小时，液体在固体表面上的润湿性越好；当接触角越大时，液体在固体表面上的润湿性越差。
接触角测量仪通过将液滴滴在固体表面上，然后利用光学、摄像等技术来测量液滴与固体表面形成的接触角，从而得到固体表面的润湿性能参数。
其测量原理主要包括光学测量法、压降法和旋转法等多种方法。
光学测量法是通过光学显微镜或高速相机等设备来观察并测量液滴与固体表面的接触角，其优点是测量精度高，适用于各种固体表面；压降法是利用压力传感器来测量液滴在固体表面上的压降，从而计算出接触角；旋转法是通过旋转固体表面来改变液滴形态，从而得到接触角的变化规律。
接触角测量仪的原理虽然简单，但在实际应用中需要注意一些因素的影响。
例如，固体表面的粗糙度、化学成分、表面能等因素都会对接触角的测量结果产生影响，因此在测量时需要对这些因素进行合理的控制和调整，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之，接触角测量仪是一种用于测量固体表面润湿性的重要仪器，其原理基于表面张力和Young方程的作用。
通过测量液滴与固体表面形成的接触角，可以反映固体表面的润湿性能。
在实际应用中，需要注意各种因素对测量结果的影响，以确保测量结果的准确性和可靠性。
接触角测量仪的原理和应用，对于研究固体表面性质、液体在固体表面上的行为等方面具有重要的意义。
各种接触角区分
1.平衡接触角/本征接触角/化学接触角/材料原始接触角e θ：图1理想平面的平衡接触示意图在理想的光滑平整表面上，表面接触角与三个界面张力之间存在以下关系：cos LG e SG SL γθγγ=-（cos e SG SL σθγγ=-）式中，SG γ、SL γ和LG γ分别表示气-固、液-固和气-液的界面张力，e θ是气-液-固三相平衡时的接触角，成为平衡接触角或本征接触角，此方程即Young ’s 方程，也称润湿方程。
2.表面微观接触角/实际接触角e θ：Betelu 等发现表面微观接触角不仅与表面相互作用有关，而且与气-液-固三相接触线长度也有密切关系，这主要是由于线张力（Line tension,τ）的存在增加了液滴的超额自由能。
由热力学方法可以得出： cos SG SL LG e B r τγγγθ=++结合Young ’s 方程，可以变换为： 1cos cos e LG Br τθθγ∞=- τ为线张力，B r 为液滴与固体表面圆形接触面的半径，θ∞为宏观条件下的表面接触角，上式也成为修正Young ’s 方程。
3.表观接触角*θ:Wenzel 状态：cos cos w e r θθ= w θ称为表观接触角，表面粗糙度r 为粗糙表面的实际面积与其水平投影面积之比。
Cassie 状态：cos 1(1cos )c s e f θθ=-++c θ为非均相润湿下的表观接触角，s f 为与液体接触的固体表面占投影面积的比例。
4．表面临界转换接触角Crit θ：Crit 11(1)()f r f θ=--如果材料表面原始接触角小于公式中的临界接触角，那么液体和固体接触部分所包含的空气是不稳定的，Cassie 接触状态很容易转变成Wenzel 接触状态。
为获得稳定的空气层，固体表面必须足够的疏水，临界转变角足够小，因为Cassie 接触状态只有在*θ>Crit θ或*cos 1r θ<-时候是稳定的。
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）;。
接触角与表面张力关系
接触角与表面张力关系
接触角是指在通过液体的气、液、固三相交点处形成的气液界面的切线与固液分界线之间的夹角θ，是度数的量度。
的润湿。
如果θ<90°，则固体表面是亲水的，即液体更容易润湿固体，角度越小，润湿性越好；如果θ>90°，固体表面是疏水的，即液体不易润湿固体，容易在表面上移动。
液体是否可以
进入毛细管，这也和具体的液体有关，并不是所有的液体都完全不大角度进入毛细管。
[1]
润湿过程与体系的界面张力有关。
当一滴液体落在水平固体表面上时，当达到平衡时，形成的接触角和界面张力满足以下杨氏方程：γSV=γSL+γLV×cosθe
由此，可以预测以下润湿情况：
1）当θ=0时，完全润湿；
2）当θ<90°时，部分润湿或润湿；
3）当θ=90°时，为润湿与否的分界线；
4）当θ>90°时，不润湿；
5）当θ=180°时，完全没有润湿。
毛细管现象中的液体上升和下降高度h。
h的正负号表示上升或下降。
当润湿液上升时，接触角为锐角；当非润湿液体下落时，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*液体表
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、采油、纺织印染、农药加工、感光膜生产、涂料配方以及防水、洗涤等密切相关。
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
接触角是指在气、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。
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，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。
测试方法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.但目前应用最广泛,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。
Young-Laplace方程描述了一封闭界面的内、外压力差与界面的曲率和界面张力的关系，可用来准确地描述一轴对称的液滴的外形轮廓，从而计算出其接触角。
如何测量表面活性剂的润湿性依据需要润湿的表面采用不同的方法: 一般织物表面的润湿, 采用国标方法中的棉布片法比较合适, 通过棉布片在表面活性剂溶液中不同的润湿时间来反映表面活性剂的润湿性能; 对于玻璃, 塑料或者金属等硬表面, 一般使用接触角仪器来测定接触角反映润湿性能, 接触角越小, 润湿性能越好.。
光学接触角测试原理
光学接触角测试原理一、引言光学接触角测试是一种常见的表面测量技术，可以用于评估液体与固体表面之间的亲疏性。
该技术可以在不破坏样品的情况下，快速、准确地测量接触角，并提供有关样品表面特性的有用信息。
本文将介绍光学接触角测试的原理。
二、接触角定义接触角是指液滴与固体表面之间形成的夹角。
它由三个部分组成：液滴边缘与固体表面之间形成的夹角、液滴内部与水平面之间形成的夹角以及液滴内部与固体表面之间形成的夹角。
其中最重要的是第一个夹角，也称为接触角。
三、接触角测量方法1.静态法：静态法通过拍摄样品上液滴图像来测量接触角。
该方法需要在恒定温度和湿度下进行，以确保实验结果准确可靠。
2.动态法：动态法通过记录液滴在固体表面上移动的过程来计算接触角。
该方法可以用于评估具有不同粘度和流动性质的液体的表面亲疏性。
四、光学接触角测试原理光学接触角测试是一种非接触式的测量方法，它利用了固体表面和液体之间反射和折射光线的差异。
在这种测试中，使用一个高分辨率摄像机记录液滴与固体表面之间的图像，并通过计算机软件对图像进行分析，以确定接触角。
具体来说，该方法利用了菲涅尔反射和透射现象。
当光线从空气中穿过液滴并达到固体表面时，它会发生反射和透射。
反射光线将从固体表面反弹回来，并形成一个倒影。
透射光线将穿过液滴并继续向下传播，但由于它们通过了液滴和固体表面之间的界面，因此它们会发生折射。
这些反射和折射现象产生了一个明暗交替的图案，称为牛顿环。
牛顿环是一种由圆环组成的图案，在圆心处存在一个明亮的区域。
该区域对应于液滴与固体表面之间形成的夹角处。
通过测量该区域的直径和半径，可以计算出接触角。
五、光学接触角测试优点1.非接触式测量：相比传统的接触角测量方法，光学接触角测试无需将液滴放置在固体表面上，因此不会对样品造成损害。
2.高精度：该方法可以提供高精度的接触角测量结果，并且可以用于评估具有不同粘度和流动性质的液体。
3.快速：光学接触角测试可以在短时间内完成，因此适用于大批量样品的测试。
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。
- 1 -。
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。
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。
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。
圆锥滚子轴承接触角一般是多少
圆锥滚子轴承是一种常见的轴承类型，广泛应用于工业设备和机械领域。
圆锥滚子轴承的接触角是指滚子和轴承的接触面所形成的角度，接触角的大小对轴承的承载能力、轴向刚度和运转性能有着重要影响。
接触角一般是多少，是一个备受关注的问题。
1. 圆锥滚子轴承的接触角圆锥滚子轴承的接触角通常指内圈与外圈滚道中心线和轴承轴线的夹角。
由于内外圈滚道是圆锥面，因此滚子在运转时的接触角是不固定的，而是在一定范围内浮动。
一般来说，圆锥滚子轴承的接触角介于10°至30°之间。
2. 接触角的影响接触角的大小会影响轴承的各项性能指标。
接触角越大，轴承的径向承载能力就会增加。
接触角的增大会使得轴承的刚度增加，提高了轴向刚度和旋转精度。
然而，接触角过大也会导致轴承在运转时产生较大的滚动阻力和热量，降低了轴承的转速和减小了轴承的寿命。
工作条件的不同需要选择不同的接触角，以平衡轴承的各项性能指标。
3. 圆锥滚子轴承的设计与选型在实际工程应用中，选择适当的接触角是十分重要的。
在设计和选型时，需要充分考虑轴承所处的工作环境、承载要求、旋转速度、温度等因素，以确定最合适的接触角。
一般来说，对于要求较高的轴承，如高速轴承、精密轴承等，通常选择较小的接触角，以减小滚动阻力和磨损，提高轴承寿命和转速；而对于要求较低的轴承，如低速大承载轴承，则可以选择较大的接触角，以提高轴承的承载能力。
4. 结语圆锥滚子轴承的接触角一般是多少是一个关乎轴承性能和寿命的重要问题。
在实际应用中，合理选择接触角可以最大限度地发挥轴承的性能优势，同时延长轴承的使用寿命，降低维护成本。
在工程实践中，需要综合考虑各种因素，以科学合理地确定最佳的接触角值。
5. 接触角对轴承寿命的影响接触角的大小直接影响着轴承的寿命。
一般来说，较小的接触角可以减小滚动时的滚动摩擦，降低热量的产生，减小轴承的磨损，从而延长轴承的使用寿命。
对于一些高速旋转的轴承，尤其是需要考虑高速性能的场合，通常会选择较小的接触角，以减小摩擦、热量和磨损，提高轴承的使用寿命。
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。
孔隙率 接触角
孔隙率接触角孔隙率是指岩石或土壤中孔隙空间的比例，它是岩石或土壤的重要物理特性之一。
孔隙率的大小可以影响岩石或土壤的水分传递、气体交换、渗透性、压缩性等许多物理和化学过程。
接触角是液体与固体表面接触时形成的一个角度，用于描述液体分子在固体表面附近的分子间作用力。
接触角可以提供液体与固体之间的亲水性或疏水性信息，与孔隙率有一定的关联。
接触角的大小可以被用来描述物体表面的亲水性或疏水性。
当液体的接触角小于90度时，称为亲水，意味着液体可以在固体表面上迅速展开并与固体发生较大的接触。
当液体的接触角大于90度时，称为疏水，意味着液体在固体表面上呈现出较高的滚动性，无法很好地与固体接触。
孔隙率和接触角之间存在一定的关系。
一般来说，对于亲水性液体，固体表面越粗糙，接触角越小，说明液体更容易渗入孔隙中，因此孔隙率可能较高。
对于疏水性液体，固体表面越平滑，接触角越大，说明液体不容易渗入孔隙中，因此孔隙率可能较低。
此外，孔隙率还与岩石或土壤的形状、大小和分布等因素有关。
当孔隙呈现出规则而连通的形状时，液体更容易渗透，孔隙率可能较高。
相反，当孔隙呈现出不规则或离散的形状时，液体很难渗透，孔隙率可能较低。
在工程和地质学中，孔隙率和接触角的测量对于确定岩石或土壤的物理性质和水文地质特征具有重要意义。
例如，在油藏工程中，准确测量孔隙率和接触角可以帮助工程师估算油藏中可采储量和油气流动性。
在土壤科学中，了解土壤孔隙率和接触角的大小可以帮助决定土壤的水分保持能力和排水性能，从而指导农业生产和土地利用规划。
总之，孔隙率和接触角作为描述岩石或土壤性质的重要指标，它们之间存在一定的关联。
通过测量和分析孔隙率和接触角的大小，可以帮助科学家和工程师更好地理解和利用岩石或土壤的物理特性，并为相关领域的研究和应用提供参考。
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—表面化学
讲解：马昊 唐翠兰 老师：霍冀川
2015.11.12
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润湿的概念及类型 接触角与Young方程 接触角滞后现象 常用的接触角测量原理或方法 接触角测定仪
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2015.11.12
润湿的概念及类型
（一）润湿的概念
润湿是在日常生活和生产实际中，如洗涤、矿物浮选、印染、 油漆的生产与使用等，最常见的现象之一。
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接触角与Young方程
将杨氏方程与润湿的三种类型相结合，可以得到下列关系：
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接触角与Young方程
（1）物理上有意义的接触角的范围是0°～180°。 （2）接触角为0°时表示液体在固体表面完全铺展开，直到形成一单分 子薄层（如果没有任何阻碍的话！）。 （3）接触角在0°到30°之间表示液体对固体表面有很好的润湿性，能 较好铺展开，这一范围对许多工艺过程都是很重要的，如油漆、涂料、 清洗、粘结等。 （4）接触角在30°~90°之间表示液体对固体表面有一定的润湿性，但 不是很好。 （5）而当接触角大于90°时，液体对固体表面已不呈现润湿性；当这一 角度增加到约130°~140°，液体开始呈现对固体表面的排斥性。 （6） 当接触角增加到150°以上时，液滴其实只是“坐”在表面上，一 有机会就想离开表面，对表面呈现高度的排斥性。水滴在荷花叶面上的 现象就属于这种情况。 （7）接触角大到约170°，被称为“荷花效应”，这类表面也常被称为 超疏水表面，它们具有自清洗效果。
注： θ ＞ 90°时，量角器的ΑC边逆时 针量旋角转法，的δ缺取点正是值测量结果往往会收到 操作θ者＜的9影0°响时，，重量现角性器差的，Α误C差边较顺大时。 针旋转， δ取负值
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常用的接触角测量原理或方法
对铺展在固体表面上的液滴或者气泡形状进行 直接照相，然后再测量
量高法
平行光 束法
直接测 定法
量角法
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其他
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常用的接触角测量原理或方法
量高法
只要测量出液滴在固体表面的高度h和固体接触面的直径D
就可以算出接触角ɵ
— =—
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固体
注：当一滴液体的体积小于6 时可忽略地球引力对其形状的 影响认为液滴呈标准圆的一部 分
结果：消失了固-气界面，产生了固-液界面和液-气界面。
若设固-液接触面为单位面积，在恒 温恒压下，此过程引起体系自由能 的变化是：
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2015.11.5
润湿的概念及类型
对于铺展润湿，常用铺展系数（ 由能的变化：
）来表示体系自
2015.11.12
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接触角与Young方程
（一）接触角的概念：
狭义：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；
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固体
注：当一滴液体的体积小于6 时可忽略地球引力对其形状的 影响认为液滴呈标准圆的一部 分
2015.11.12
常用的接触角测量原理或方法
量角法 （需要工具是等腰直接量角器）
量角器a、b两边和液滴球边相切
量角器的顶点和液滴边缘相交于C
θ=2β、β=45 °+ δ
得到 θ=90 °+2δ
因此知道δ的度数，就可以计算出θ
结果：消失了固-气界面，产生了固-液界面。
若设固-液接触面为单位面积，在恒 温恒压下，此过程引起体系自由能 的变化是：
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2015.11.5
润湿的概念及类型
用浸润功（Wi）来表示这一过程自由能的变化，则是：
2015.11.5
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润湿的概念及类型
置一液滴于固体表面。恒温恒压下，若此液滴在固体表面上自动展开 形成液膜，则此过程为铺展润湿。
若设固-液接触面为单位面积，在恒 温恒压下，此过程引起体系自由能 的变化是：
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2015.11.12
润湿的概念及类型
沾湿的实质是液体在固体表面上的粘附，常用粘附功（Ws）这一概念 讨论沾湿。
2015.11.12
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润湿的概念及类型
将固体小方块（S），按下图所示方式浸入液体（L）中，如果固体表面 气体均为液体所置换，则称此过程为浸湿。
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接触角滞后现象
前进角（θa）：液固界面取代气固界面后形成的接触角； 后退角（θr）：气固界面取代液固界面后形成的接触角。
滞后现象和表面粗糙度有关。当表面光滑时,前进接触角等 于后退接触角,不存在滞后现象。
随表面粗糙度的增加前进接触角变大,而后退接触角变小,差 别增大,这意味着表面越粗糙,它就越“不容易被液体湿润(前进接 触角大)”和越“不容易变干(后退接触角小)”。
广义：接触角是由三个不同界面相互作用的一个 系统，接触物交界线之间的夹角θ。
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接触角与Young方程
（二）Young方程：
液滴在固体表面的形状是由Y-L方程决定的，而接触角则起到边界 条件的作用。在理想的情况下接触角与三相间相互作用力的关系可用以 下的杨氏方程式（Young's eq.）来描述：
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接触角滞后现象
接触角滞后现象：
上面提到的Young氏方程式其实只适用于一液滴在光滑、化学均质、 刚性、各项同性且无化学反应等相互作用的理想表面上。
实际物体表面上的接触角并非如Young方程是一个唯一值，而是在 相对稳定的两个角度之间变化。上限为前进接触角θa ，下限为后退接触 角θr，二者差Δθ =θ a-θ r定义为接触角滞后性。（这个差值比较大说明粘 滞性比较大，趋近于零的话说明粘滞性小液滴容易滚动）。
润湿是指在固体表面上一种液体取代另一 种与之不相混溶的流体(气体或另一液体)的过 程。
最常见的润湿现象是一种液体从固体表面置换空气，如水在 玻璃表面置换空气而展开。
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润湿的概念及类型
（二）润湿的类型
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润湿的概念及类型
如果液相（L）和固相（S）按下图所示的方式结合，则称此过程为沾湿。 结果：消失一个固-气和一个液-气界面，产生一个固-液界面。2015.11.ຫໍສະໝຸດ 2常用的接触角测量原理或方法
量高法
只要测量出液滴在固体表面的高度h和固体接触面的直径D
就可以算出接触角ɵ
美国FTA公司推出的FTA100系列产品、 德国dataphysics公司推出的OCA系列视频 光学接触角测量仪以及PCA系列便携式在 线接触角测量仪、ACA系列全自动视频接 触角测量仪以及SVT系列视频接触角测量 仪都是基于这个原理。