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- pqushlkyv58 2017-09-20 16:07:45
- 接触角（contact angle）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。 中文名 接触角 外文名 contact angle 定 义 接触物交界线之间的夹角θ 意 义 润湿程度的量度 杨氏公式 γs，g = γs，l + γg，l×cosθ 测量方法 外形图像分析方法及称重法 目录 1特点 2测试方法 3其他 4工业应用 1特点编辑 若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其角越小，表示润湿性越好；若θ〉90，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。至于是否液体能 Young Eq. 进入毛细管，这个还与具体液体有关，并非所有液体在较大夹角下完全不进入毛细管。[1] 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。 The contact angle is the angle at which a liquid/vapor interface meets the solid surface. The contact angle is specific for any given system and is determined by the interactions across the three interfaces. Most often the concept is illustrated with a small liquid droplet resting on a flat horizontal solid surface. The shape of the droplet is determined by the Young Relation. The contact angle plays the role of a boundary condition. Contact angle is measured using a contact angle goniometer. The contact angle is not limited to a liquid/vapour interface; it is equally applicable to the interface of two liquids or two vapours. 2测试方法编辑 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Z广泛，测值Z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。 纸张的接触角测量可参照 Tappi T 558执行。 烟用纸张的接触角可参照我国制烟行业的行业标准YC/T 424-2011“烟用纸表面润湿性能的测定 接触角法”执行。
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热门问答
- 液体接触角的测试方法有哪几种
- 接触角的测试方法!
接触角的计算方法有很多，它们主要针对气—液—固体系的接触角测算，但其中有些方法只需略加修改即可适用于液—液—固体系的接触角测算：
· 量角法（Angle Measuring Mmethod）：又称切线法。借助于可移动和旋转的量角器测量气—液界面的切线与固—液界面的水平线所形成的夹角，即为接触角。
· 量高法（Height-Width Method）：又称θ/2 法或宽高法。科学家们认为当液滴体积小于6μl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。因此通过选点测量液滴在固体表面上的高度及与固体接触面的直径，即可计算出液滴在固体表面的接触角。
· 圆环法（Ring Method）：认为液滴在固体表面呈标准圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的圆形轮廓，然后通过改变圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合，再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。
· 椭圆法（Ellipse Method）：认为液滴在固体表面因受重力和表面张力等因素的影响而呈椭圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的椭圆形轮廓，然后通过改变椭圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合，再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。
· 拟合法（Fitting Method）：主要用于分析固体表面上不规则形状的液滴，如因接触角滞后现象产生的前进接触角和后退接触角等。通过选点生成虚拟的圆，力求使虚拟的圆与液滴的左边或右边的某一段相重合，然后通过虚拟圆的圆心位置计算出左边或右边的接触角。
· 杨-拉普拉斯方程（Young-Laplace Equation）：采用二值图像边缘特征检测方法，提取液滴图像轮廓边缘的亚像素点，利用变权重最小二乘法拟合出滴液的轮廓。然后通过杨-拉普拉斯微分方程迭代法计算出本征接触角。
以上6种计算接触角的方法如果遇到液滴在凹面或凸面上，则需要将计算结果再加上凹面部分或减去凸面部分：
- 纤维对液体的接触角的测定的方法有哪些
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- 接触角测量仪测量动态接触角有哪些方法？
在接触角测量的专业领域，大家普遍认为单纯测量静态接触角不足以表征材料表面的润湿特性，只有通过测量包括前进接触角和后退接触角值在内的动态接触角才能为表征待测体系的润湿特性提供更完整的信息。测量实际材料表面上的接触角比估算理想表面上的接触角更有意义。
目前使用光学接触角测量仪测量动态接触角的方法有三种：
一、斜板法，实验是将一个液滴置于待测的样品表面后，利用倾斜台缓慢地倾斜样品表面，同时跟踪并记录液滴形状、接触角和位置的变化。
二、离心旋转台法（即滞留力天平法），实验是将一个液滴置于待测的样品表面后，利用离心旋转台使液滴沿着圆周转动，同时跟踪并记录液滴形状、接触角和位置的变化。
三、加液-减液法，实验是将一个液滴置于待测的样品表面后，把注射针插入液滴内部，缓慢的注射液体使液滴体积增大到一定数值，之后再缓慢的回吸液体使液滴体积减小到一定数值，同时跟踪并记录液滴形状、接触角和位置的变化。
三种方法测量动态接触角的特点总结如下：
斜板法测量动态接触角的特点是不仅能测量前进角和后退角变化的全过程，而且能得到液滴在材料表面上的滚动角。
滞留力天平法测量动态接触角的特点是不仅能测量到前进角和后退角变化的全过程，而且能得到液滴在材料表面上的滞留力。这个方法既适用于疏水材料也适用于亲水材料。
加液-减液法测量动态接触角的特点是能测量到前进角和后退角变化的全过程，而且不需要额外的特殊附件，投资较低，缺点是液滴形状会受到注射针的影响而导致接触角计算的误差。
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