使用水滴角測量儀要注意的幾點問題

更新時間：2020-12-26

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水滴角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。

前面對接觸角測定儀常識進行了介紹，實施時應注意以下兩個問題：平衡時間和體系溫度的恒定，當體系未達平衡時，接觸角會變化，這時的接觸角稱為動態接觸角，動態接觸角研究對于一些粘度較大的液體在固體平面上的流動或鋪展有重要意義（因粘度大，平衡時間長）。同時，對于溫度變化較大的體系，由于表面張力的變化，接觸角也會變化，因此，若一已基平達平衡的體系，接觸角的變化，可能與溫度變化有關，簡單判斷影響因素的方法是，平衡時間的影響一般是單方向的，而溫度的波動可能造成γ的升高或降低。除平衡時間和溫度外，影響接觸角穩定的因素還有接觸角滯后和吸附作用。

進入毛細管，這個還與具體液體有關，并非所有液體在較大夾角下*不進入毛細管。 [2]
潤濕過程與體系的界面張力有關。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）:
γSV = γSL + γLV×cosθe
由它可以預測如下幾種潤濕情況：
1）當θ=0，*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°，*不潤濕。
毛細現象中液體上升、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/（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*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、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

測量方法
接觸角現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.但目前應用廣泛,測值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學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、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，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。