什么是接觸角

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。

若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進入毛細孔。

潤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，當達到平衡時，

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)測如下幾種潤濕情況：

1)當θ=0，完全潤濕；

2)當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；

3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線；

4)當θ﹥90°，不潤濕；

5)當θ=180°，完全不潤濕。

毛細現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。

浸潤液體上升，接觸角為銳角；不浸潤液體下降，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*毛細管半徑r)。

潤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。

接觸角現(xiàn)有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用廣泛,測值最直接與準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獲得液滴的外形圖像, 再運用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.

計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,然后通過測量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。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，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。