接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角θ,是润湿程度的量度。若θ<90°,则固体是亲液的,即液体可润湿固体,其角越小,润湿性越好;若θ>90°,则固体是憎液的,即液体不润湿固体,容易在表面上移动,不能进入毛细孔。
接触角并不复杂,就是液滴在固体表面自然形成的半圆形态相对于固体平面的外切线。接触角的应用非常广泛,甚至可以说涉及到身边的每个细节,比如我们希望汽车玻璃上不沾雨水、但反之我们希望汽车钢板上的油漆永不脱落。其他比如农药和蔬菜叶面、涂料和内外墙面、绝缘油和绝缘材料、纳米材料表面改性等等,从教学科研、工农业生产到日常生活,举不胜举。那大家知道接触角的测试方法吗?下面小编来介绍一下,接触角的测量方法有哪些。
接触角的测试方法
接触角测试方法有6种:量高法、五点拟合法、量角法、插板计算法、悬滴拟合法、自动影像分析法等,但是现有常用测试方法通常有两种:
1、其一为外形图像分析方法。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。
2、其二为称重法。通常称为润湿天平或渗透法接触角仪。但目前应用最广泛,测值最直接与准确的还是外形图像分析方法。这两种接触角测试的方法中,又以影像分析法接触角仪因其受非人为因素影响少,操作方便,测值精度相对较高,而得到更广泛的应用。
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。
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