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接觸角水滴角的定義及解析

發布時間:2023-08-23 閱讀:121

當液滴自由地處于不受力場影響的空間時,由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是當液滴與固體平面接觸時,其終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。當一液滴置于固體平面上時,液滴能自動地在固體表面鋪展開來,或與固體表面成一定的角度而存在,我們稱之為接觸角Contact Angle),即在一固體水平平面上滴一液滴,固體表面上的固—液—氣三相交界點處,其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角,也稱浸潤角或(huo)潤濕(shi)角(Wetting Angle)。用符號θ表示,單位度(°)。

 一液滴在水平固體表面上,當固—液—氣三相達到熱力學平衡時,形成的接觸角與各界面張力之間符合楊氏方程Young's Equation)式:
                    γLG·cosθ=γSGSL          (1)
(1)式中γLGγSGγSL分別為液—氣、固(gu)(gu)—氣和固(gu)(gu)—液(ye)的界面(mian)張力,θ為液(ye)體(ti)(ti)與固(gu)(gu)體(ti)(ti)間的界面(mian)和液(ye)體(ti)(ti)表(biao)面(mian)的切線所(suo)夾(包含(han)液(ye)體(ti)(ti))的角度,即(ji)接觸角。θ范圍在0~180°之間,是(shi)反應液(ye)體(ti)(ti)與固(gu)(gu)體(ti)(ti)潤濕性關(guan)系的重要尺度:
A. 當θ=0°,時為鋪展(完全潤濕)
B. 當θ<90°時為潤濕(親水)
C. 當θ=90°時為潤濕與否的分界標準
D. 當θ>90°時為不(bu)潤濕(疏水)

E. 當θ=180°時為完全不潤濕(是不可能的理想狀態,因液體與固體間的相互吸引力總會存在)

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