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- pqushlkyv58 2017-09-20 16:07:45
- 接觸角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角θ，是潤(rùn)濕程度的量度。 中文名 接觸角 外文名 contact angle 定 義 接觸物交界線之間的夾角θ 意 義 潤(rùn)濕程度的量度 楊氏公式 γs，g = γs，l + γg，l×cosθ 測(cè)量方法 外形圖像分析方法及稱重法 目錄 1特點(diǎn) 2測(cè)試方法 3其他 4工業(yè)應(yīng)用 1特點(diǎn)編輯 若θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤(rùn)濕固體，其角越小，表示潤(rùn)濕性越好；若θ〉90，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能 Young Eq. 進(jìn)入毛細(xì)管，這個(gè)還與具體液體有關(guān)，并非所有液體在較大夾角下完全不進(jìn)入毛細(xì)管。[1] 潤(rùn)濕過程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式（Young Equation）: γs，g = γs，l + γg，l×cosθ 由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤(rùn)濕情況： 1）當(dāng)θ=0，完全潤(rùn)濕； 2）當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕； 3）當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線； 4）當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕； 5）當(dāng)θ=180°，完全不潤(rùn)濕。 毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、 下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。 浸潤(rùn)液體上升，接觸角為銳角；不浸潤(rùn)液體下降，接觸角為鈍角。 上升高度h=2*表面張力系數(shù)/（液體密度*重力加速度g*液面半徑R）。 上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r）。 潤(rùn)濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)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測(cè)試方法編輯 接觸角現(xiàn)有測(cè)試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用Z廣泛，測(cè)值Z直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法. 外形圖像分析法的原理為，將液滴滴于固體樣品表面，通過顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像， 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來. 計(jì)算接觸角的方法通常基于一特定的數(shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分，然后通過測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計(jì)算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓，從而計(jì)算出其接觸角。 紙張的接觸角測(cè)量可參照 Tappi T 558執(zhí)行。 煙用紙張的接觸角可參照我國(guó)制煙行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 424-2011“煙用紙表面潤(rùn)濕性能的測(cè)定 接觸角法”執(zhí)行。
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- 液體接觸角的測(cè)試方法有哪幾種
- 接觸角的測(cè)試方法!
接觸角的計(jì)算方法有很多，它們主要針對(duì)氣—液—固體系的接觸角測(cè)算，但其中有些方法只需略加修改即可適用于液—液—固體系的接觸角測(cè)算：
· 量角法（Angle Measuring Mmethod）：又稱切線法。借助于可移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的量角器測(cè)量氣—液界面的切線與固—液界面的水平線所形成的夾角，即為接觸角。
· 量高法（Height-Width Method）：又稱θ/2 法或?qū)捀叻?。科學(xué)家們認(rèn)為當(dāng)液滴體積小于6μl時(shí)，可忽略地球引力對(duì)其形狀的影響，認(rèn)為液滴呈標(biāo)準(zhǔn)圓的一部分。因此通過選點(diǎn)測(cè)量液滴在固體表面上的高度及與固體接觸面的直徑，即可計(jì)算出液滴在固體表面的接觸角。
· 圓環(huán)法（Ring Method）：認(rèn)為液滴在固體表面呈標(biāo)準(zhǔn)圓的一部分。因此通過選點(diǎn)生成虛擬的圓形輪廓，然后通過改變圓形輪廓的大小使其與液滴完全重合，再通過其圓心位置計(jì)算出左邊或右邊的接觸角。
· 橢圓法（Ellipse Method）：認(rèn)為液滴在固體表面因受重力和表面張力等因素的影響而呈橢圓的一部分。因此通過選點(diǎn)生成虛擬的橢圓形輪廓，然后通過改變橢圓形輪廓的大小使其與液滴完全重合，再通過其圓心位置計(jì)算出左邊或右邊的接觸角。
· 擬合法（Fitting Method）：主要用于分析固體表面上不規(guī)則形狀的液滴，如因接觸角滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的前進(jìn)接觸角和后退接觸角等。通過選點(diǎn)生成虛擬的圓，力求使虛擬的圓與液滴的左邊或右邊的某一段相重合，然后通過虛擬圓的圓心位置計(jì)算出左邊或右邊的接觸角。
· 楊-拉普拉斯方程（Young-Laplace Equation）：采用二值圖像邊緣特征檢測(cè)方法，提取液滴圖像輪廓邊緣的亞像素點(diǎn)，利用變權(quán)重最小二乘法擬合出滴液的輪廓。然后通過楊-拉普拉斯微分方程迭代法計(jì)算出本征接觸角。
以上6種計(jì)算接觸角的方法如果遇到液滴在凹面或凸面上，則需要將計(jì)算結(jié)果再加上凹面部分或減去凸面部分：
- 纖維對(duì)液體的接觸角的測(cè)定的方法有哪些
- 接觸角測(cè)試圖片
- 看的方法有哪幾種？
- 請(qǐng)問如何看`方法有哪些？... 請(qǐng)問如何看`方法有哪些？ 展開
- 接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角有哪些方法？
在接觸角測(cè)量的專業(yè)領(lǐng)域，大家普遍認(rèn)為單純測(cè)量靜態(tài)接觸角不足以表征材料表面的潤(rùn)濕特性，只有通過測(cè)量包括前進(jìn)接觸角和后退接觸角值在內(nèi)的動(dòng)態(tài)接觸角才能為表征待測(cè)體系的潤(rùn)濕特性提供更完整的信息。測(cè)量實(shí)際材料表面上的接觸角比估算理想表面上的接觸角更有意義。
目前使用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法有三種：
一、斜板法，實(shí)驗(yàn)是將一個(gè)液滴置于待測(cè)的樣品表面后，利用傾斜臺(tái)緩慢地傾斜樣品表面，同時(shí)跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。
二、離心旋轉(zhuǎn)臺(tái)法（即滯留力天平法），實(shí)驗(yàn)是將一個(gè)液滴置于待測(cè)的樣品表面后，利用離心旋轉(zhuǎn)臺(tái)使液滴沿著圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。
三、加液-減液法，實(shí)驗(yàn)是將一個(gè)液滴置于待測(cè)的樣品表面后，把注射針插入液滴內(nèi)部，緩慢的注射液體使液滴體積增大到一定數(shù)值，之后再緩慢的回吸液體使液滴體積減小到一定數(shù)值，同時(shí)跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。
三種方法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)總結(jié)如下：
斜板法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測(cè)量前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滾動(dòng)角。
滯留力天平法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測(cè)量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滯留力。這個(gè)方法既適用于疏水材料也適用于親水材料。
加液-減液法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是能測(cè)量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且不需要額外的特殊附件，投資較低，缺點(diǎn)是液滴形狀會(huì)受到注射針的影響而導(dǎo)致接觸角計(jì)算的誤差。
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