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《接觸角測(cè)量技術(shù)的最新進(jìn)展.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)PTCA(PART:APHYS.TEST.)2008年第44卷2綜述接觸角測(cè)量技術(shù)的最新進(jìn)展丁曉峰,管蓉,陳沛智(湖北大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院有機(jī)功能分子合成與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢430062)摘要:接觸角是材料表面潤濕性能的重要參數(shù)之一。通過接觸角的測(cè)量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。介紹了幾種常見的接觸角的測(cè)量方法,并詳細(xì)介紹了接觸角測(cè)量技術(shù)所取得的最新研究成果。關(guān)鍵詞:接觸角;潤濕;測(cè)試中圖分類號(hào):O552.4+21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-4012(2008)02-0084-06RECENTDEVELOPMENTOFCONTACT
2、ANGLEMEASUREMENTTECHNIQUEDINGXiao-feng,GUANRong,CHENPei-zhi(MinistryofEducationKeyLaboratoryfortheSynthesisandApplicationofOrganicFunctionalMolecules,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HubeiUniversity,Wuhan430062,China)Abstract:Contactangleisoneofthemostimportantparameterstocharacterizemat
3、erialssurfacewettingproperty.Alotofusefulinformationabouttheinterfaceofsolid-liquidorsolid-vaporcanbeacquired,throughthemeasurementofcontactangle.Thecommoncontactanglesmeasurementsweredescribedandtherecentdevelopmentofthecontactanglemeasurementtechniqueswerereviewed.Keywords:Contactangle;Wetting
4、;Measurement液體在固體表面的潤濕性能,對(duì)理解材料保護(hù)、的測(cè)量無論在材料研究,還是在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用船舶防污、藥物開發(fā)、礦物浮選和石油開采等都具有均有其獨(dú)特的重要性。因此,對(duì)其的了解和研究顯[1-3]重要意義。接觸角是衡量材料表面潤濕性能的得十分必要。一個(gè)重要參數(shù)。通過接觸角的測(cè)量可以獲得材料表1理論背景面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。因此,接觸角的測(cè)量在材料防護(hù)、醫(yī)藥、半導(dǎo)體、化妝品、生命液體與固體接觸時(shí)的潤濕情況有兩種。第一種科學(xué)、油墨工業(yè)及其他領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。情況,液體完全潤濕固體表面,即液-氣(l-g)界面與例如,用于船舶防污的涂料只有當(dāng)其與海水的固-液(s
5、-l)界面之間的接觸角為0°;第二種情況,液接觸角大于98°時(shí),才能防止海生物附著,從而具有體部分潤濕固體表面,即液體在固體表面形成液滴,[4]呈現(xiàn)非零接觸角。如圖1所示,對(duì)于此種情況的宏防污效果。TiO2薄膜對(duì)水接觸角的測(cè)量在研究其表面的光催化反應(yīng)產(chǎn)生殺菌、防霧及自清潔機(jī)理觀液滴,三相界面張力滿足Young方程:方面有重要應(yīng)用。研究表明,當(dāng)水在TiO2薄膜表γl-gcosθ=γs-g-γs-l(1)面的接觸角<15°時(shí)具有高的流動(dòng)性,<10°時(shí)有自式中γ———界面張力,下標(biāo)l,g和s分別代表液清潔效果,<7°時(shí)有防霧效果[5]。諸如此類,接觸角相、氣相和固相;θ———接觸角。[6]收
6、稿日期:2007-04-24在學(xué)術(shù)上普遍認(rèn)可的接觸角定義是:過三相基金項(xiàng)目:湖北大學(xué)有機(jī)功能分子合成與應(yīng)用省部共建教育部接觸點(diǎn),向l-g界面做切線,l-g界面切線與s-l界面重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金(2006-KL-008)之間的夾角,即為接觸角。作者簡介:丁曉峰(1982-),男,碩士研究生。·84·理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)丁曉峰等:接觸角測(cè)量技術(shù)的最新進(jìn)展圖1固體表面上的液滴Fig.1Aliquidphaseonasolidsurface1———待測(cè)固體薄板2———金屬絲3———電子天平4———記錄器5———測(cè)試單元6———測(cè)試液體2常用接觸角的測(cè)量方法7———可移動(dòng)平臺(tái)8———升降平臺(tái)裝
7、置接觸角測(cè)量方法可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。9———電機(jī)10———支架11———罩杯圖2Wilhemly裝置按照直接測(cè)量物理量的不同,可分為量角法、測(cè)力Fig.2Wilhemlyequipment法、長度法和透過法。按照測(cè)量時(shí)三相接觸線的移動(dòng)速率,可分為靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角(又分前進(jìn)Δρ———液體與空氣的密度差,下同;接觸角和后退接觸角)和低速動(dòng)態(tài)接觸角。按照測(cè)h———浸入液面以下的深度;[7]試原理又可分為靜止或固定液滴法、Wilhemly板
