接觸角原理及用途

更新時間：2021-01-04

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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。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:
γs,g = γs,l + γg,l×cosθ
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。

接觸角主要用途：研究固/液界面特性、固體的表面性質、液體對固體的潤濕性以及液體在固體基底上的擴散或吸附性：
● 基底上（如薄膜、金屬、多聚物、木塊等）涂層（如油漆、膠水、硅樹脂等）的吸附
● 液體（如墨水或化學試劑）在紙張上的擴散和潤濕性
● 物理和化學表面處理（等離子體處理等）

● 清洗控制（半導體工業中清洗后的表面化學特性）
● 多聚物基底上的礦物材料吸附性