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發布時間:2021-09-24 02:51  





晟鼎精密儀器分析:接觸角與表面張力、表面自由能的關系
接觸角與表面張力與表面自由能:
表面上一種液體被另一種液體取代的過程稱為潤濕,在一般的生產實踐中,潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代,固體的表面被液體潤濕后,就象一滴水滴在固體表面,便形成了氣-液,氣-固,液-固三個界面,三個界面的叫接觸角,通常把有氣相組成的界面叫做表面,即把氣-液界面叫做液體表面,氣-固界面叫做固體表面,印刷過程中,油墨,潤濕液的傳遞過程實質就是潤濕過程。
液體表面或固體表面的分子與其內部分子的受力情形是不同的,以液體為例,處于液體內部的分子,四周被同類分子所吸引,受周圍分子的引力是對稱的,因而相互抵消,合力為零。處于液體表面的分子,由于液體分子密度遠大于氣相的分子密度,致使合力不再為零,表面分子所受到的不平穩的合力,促使液體盡量收縮其表面,由于在體積一定的幾何形體中球體的表面積,液體都具有自動收縮其表面成為球形的趨勢。
潤濕現象的本質決定了潤濕過程通常是放熱的,一般來說,在不存在污染的情況下,液體的極性越強,固體與液體之間有相互作用越大,則潤濕熱越大,潤濕效果越好。
潤濕在工業生產實際中具有廣泛的應用,在電鍍工業中,電鍍液對待鍍工件表面的潤濕能力對鍍層的性能會產生明顯的影響,在各種應用中起到重要的作用,研究結果表明,接觸角越大,潤濕程度越低。
由于實際情況不同,有時需要表面被潤濕,有時卻需要表面不被潤濕,這就需要對潤濕性進行調節,一般來說,采用物理或化學方法提高固體表面的潔凈度,能夠增加表面的潤濕度。對于具有較低表面自由能的疏液表面(90小于Θ小于180),降低液體的表面張力,從而可改善體系的潤濕性質。
高溫高真空接觸角測量儀加熱和多功能儀器配置
· 由于穩定的目標溫度以及溫度梯度控制,使得高溫重復性測量變得簡單。根據作業要求,儀器可在高達1600、1800甚至2000°C的溫度下進行分析。
· 測量可在氧化或還原氣氛中、在惰性氣體下或在真空中進行,這使得測量可模擬各種工業高溫過程或進行材料綜合研究,例如冶金研究。
· 優化高溫工藝
· 加工溫度越高所涉及的材料越具有反應性,要提高產品的穩定性,就要避免化學相互作用影響熔爐質量或使用壽命。高溫液滴形狀分析儀–DSA High Temperature有助深入了解其熱性能以及提供改進流程。
應用實例
· 冶煉廠、冶金過程研究: 在熔煉期間,應盡可能減少液態金屬或熔渣對爐壁的附著,使用DSDC1500測量接觸角可判斷潤濕程度是否滿足。
· 玻璃生產優化處理: 玻璃和耐火磚之間的非期望反應導致材料疲勞,隨時間變化的接觸角提供了關于這種反應發生程度的信息。
· 琺瑯鍍層工藝開發: 在加工過程中,琺瑯鍍層對載體材料的潤濕必不可少,而小的接觸角是具有良好潤濕性能構想的先決條件。
· 陶瓷品質控制和研發: 以時間和溫度的變化觀察記錄生坯的情況——從錐形或圓柱形逐漸變平。
· 化石燃料和生物質燃燒過程優化: 燃燒過程留下的灰渣可在反應器壁上附著一層有害涂層。根據ASTM D 1857執行的灰錐測試有助于優化反應器控制。