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發(fā)布時(shí)間：2021-09-02 16:08
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晟鼎精密儀器分析：接觸角與表面張力、表面自由能的關(guān)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(chǎn)實(shí)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(gè)界面，三個(gè)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(shí)質(zhì)就是潤濕過程。
液體表面或固體表面的分子與其內(nèi)部分子的受力情形是不同的，以液體為例，處于液體內(nèi)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(yuǎn)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(wěn)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(dòng)收縮其表面成為球形的趨勢。
表面張力可以通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢，把單位表面積上的分子比相同數(shù)量的內(nèi)部分子過剩的自由能叫過表面過剩自由能。所以，一種物質(zhì)的比表面能與表面張力數(shù)值上完全一樣，量綱也一樣，但物理意義有所不同，所用的單位也不同。
固體表面的分子和液體表面分子一樣，也受到不平衡的合力，比內(nèi)部分子有過剩的自由能，稱為固體的比表面能或表面張力，只是固體不能流動(dòng)，也就無法收縮其表面
高能表面與低能表面：
按照不同物體表面比表面能大小的不同，界面化學(xué)稱為高能表面和低能表面。
界面張力：
在固體-液體相接觸的界面處或兩種不同液體的相接觸角的界面上，界面上的分子受到界面兩側(cè)不平衡的力的作用，把單位面積相界面上的兩相物質(zhì)的分子，各自比相同數(shù)量 的本相內(nèi)部分子過剩自由能的加和值稱為界面比表面能。當(dāng)界面比表面能取N/m為單位時(shí)，通常稱為界面張力。
全自動(dòng)水滴角測試儀軟件組成：運(yùn)行環(huán)境WinXP系統(tǒng)
產(chǎn)品隨機(jī)配送的光盤中，一般包括以下內(nèi)容：
圖像卡驅(qū)動(dòng)程序；
接觸角測定儀應(yīng)用程序；
接觸角測定儀操作指南。
全自動(dòng)水滴角測試儀技術(shù)指標(biāo)：
1. 測試分辨率：0.01°
2. 測試精度： 0.1°
3、光學(xué)系統(tǒng)：
（1）成像：標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機(jī)和連續(xù)變倍顯微鏡鏡頭；
（2）光源：可調(diào)亮度單色冷光LED背光光源，圖像中液滴邊緣分辨更清晰；
（3）指標(biāo)：快拍攝25幀/秒，顯微鏡放大率0.7-4.5倍連續(xù)變倍，成像分辨率55piexl/mm~315piexl/mm，水平分辨率750線。
4、測試方式：懸滴法、座滴法（靜滴法）、轉(zhuǎn)落法、插入法
5、接觸角分析方法：θ/2法、自動(dòng)分析法
6、拍攝圖像方法：單張拍攝、連續(xù)間隔拍攝（慢存）、連續(xù)拍攝（快存）
7、接觸角測試范圍：0<θ<180° 圖象分辨率： 768×576×24位；
8. 主機(jī)外形尺寸： 560×200×360mm
使用接觸角測量的潤濕分析
· 通過光學(xué)法測量液體和固體之間的接觸角以計(jì)算潤濕性。儀器配備了高分辨率CCD攝像頭，可在加熱的同時(shí)記錄樣品。使用特殊過濾器屏蔽發(fā)光材料發(fā)出的光以獲得清晰的暗態(tài)圖像，從而確保接觸角的測量。
· 樣品架易于操作，裝載樣品熔爐只需幾秒。同時(shí)由于沒有施加機(jī)械應(yīng)力的非接觸式影像記錄，樣品的形狀僅取決于時(shí)間和溫度相關(guān)的化學(xué)-物理變化，強(qiáng)大的圖像分析軟件準(zhǔn)確記錄了樣品在加熱時(shí)的情況。
