科學(xué)指南針-靜態(tài)接觸角
在做接觸角測(cè)試時(shí),科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到,好多同學(xué)對(duì)接觸角測(cè)量不太了解,針對(duì)此,科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)團(tuán)隊(duì)組織相關(guān)同事對(duì)網(wǎng)上海量知識(shí)進(jìn)行整理,希望可以幫助到科研圈的伙伴們;
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當(dāng)液體在固體表面達(dá)到平衡時(shí),氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角,此時(shí)為靜態(tài)接觸角。從熱力學(xué)角度來(lái)說(shuō),對(duì)于一給定的液體/固體體系,接觸角的值應(yīng)該是個(gè)定值,楊氏方程給出了相互之間的關(guān)系。但實(shí)際測(cè)量中,液滴在表面的接觸角值往往呈現(xiàn)一范圍:從大致所謂的最大前進(jìn)接觸角θA,到小致所謂的最小后退接觸角θR(見(jiàn)圖22-6)。在真實(shí)條件下觀察到的接觸角值可以出現(xiàn)在這一范圍內(nèi),被稱為表觀接觸角(Apparent or Actual Contact Angle)。真實(shí)接觸角值的這種分散性主要是源于真實(shí)表面的不完美和表面屬性的不均勻性。這些不完美性和不均勻性使得在真實(shí)條件下,不可能通過(guò)測(cè)量獲得所謂的楊氏平衡接觸角值(θ0),而測(cè)量得到的靜態(tài)接觸角值可能在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。我們平常測(cè)量得到的所謂的靜態(tài)接觸角θs,其值介于這些極端值之間:θA≥θs≥θR,這些極端值之間的差異越小,區(qū)間越窄,就表明考察的表面越接近完美。
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圖22-6 最大前進(jìn)接觸角θA、最小后退接觸角θR和楊氏接觸角θ0
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從靜態(tài)接觸角數(shù)值可以直接判斷材料的親疏液程度。當(dāng)材料表面滴加液滴時(shí),當(dāng)靜態(tài)接觸角θs>90°時(shí),角度越大疏液程度越高;當(dāng)靜態(tài)接觸角θs<90°,角度越小親液程度越好。
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