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Young楊氏方程和接觸角的關(guān)系,什么是黏附功

閱讀:4962        發(fā)布時(shí)間:2017-4-1

Young方程和接觸角

  潤濕作用實(shí)際上涉及氣、液、固三相界面。因?yàn)楣腆w表面的不均勻性及固體表面能不能直接測量,加上液體分子結(jié)構(gòu)與同態(tài)相比沒有那么整齊,與氣體相比分子間距又很小,分子間作用力不能不考慮,這就使得固—液—氣三相界面十分復(fù)雜。

  將一液滴滴在固體表面上,形成圖4—1的形狀。設(shè)在固  液 汽三相界面上,固-氣的界面張力為的OSG,固—液的界面張力為OSL ,氣—液的表面張力為OLG。在三相界處經(jīng)過液體內(nèi)部到氣 液界面的夾角叫接觸角,以θ表示,則三相界面張力一般服從下面的Young方程:

圖片1.png 

   Young方程是研究液—固潤濕作用的基礎(chǔ)。一般來講,接觸角θ的大小是判定潤濕性好壞的判據(jù)。若θ=0,cosθ=1,液體*潤濕固體表面,液體在固體表面鋪展;

  0<θ<90度,液體可潤濕固體,且θ越?。疂櫇裥栽胶茫?/span>

  90度<θ<180度,液體不潤濕固體。

  θ=180度,*不潤濕,液體在固體表面凝聚成小球。

接觸角和揚(yáng)氏方程 

    用力學(xué)方法導(dǎo)出的Young方程雖是正確的,但仍有不少爭議。Adam等從能量觀點(diǎn)導(dǎo)出Young方程,介紹如下。液滴在固體表面上形成如圖4—2所示的形狀,這時(shí)系統(tǒng)達(dá)到zui小自由烙狀態(tài)。假定液滴足夠小,重力影響可以忽略,現(xiàn)液體發(fā)生一個(gè)小的位移,在上面的推導(dǎo)中,忽略了重力的影響,這也是引起非議的原因。但事實(shí)證明,在一般情況下,重力和則的垂直分力的忽略是可以允許的。所以,在使用接觸角測量儀進(jìn)行測試的時(shí)候,一般是以1-2微升的水滴進(jìn)行測試。

  黏附功和內(nèi)聚能

  接觸角的測定方法有很多種

  停滴法:在光滑 均勻 水平的固體表面上放一小液滴,因液滴很小,重力作用可忽略。將液滴視作球形的一部分,測出液滴高度H與底燒錢2R。

 

圖片3.png 

  吊片法:

  將表面光滑,均勻的固體薄片垂直插入液體中,如果液體能夠潤濕此固體,則將薄片平面上升。

吊片法: 

  纖維對液體的接觸角測定:

  測定纖維對液體的接觸角非常重要,接觸角可用電子天平法進(jìn)行測定。

  如圖所示,設(shè)一根纖維浸在某液體中,纖維的另一端掛在電子天平的測量臂上,用升降裝置使液面逐漸下降,纖維經(jīng)狀態(tài)脫離液面進(jìn)入C狀態(tài),在纖維脫離液面的瞬間,由于表面張力消失發(fā)生了力的突變,電子天平測出該變化過程中力的變化,由記錄儀記下圖中的曲線。

圖片5.png

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