2020-08-31

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動(dòng)態(tài)接觸角之威廉米法(Wilhelmy法)

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依據(jù)Wilhelmy理論如圖所示,把樣品板插入到液體中然后抽出來(lái),通過(guò)測(cè)量樣品板受力變化計(jì)算得到液體在固體表面的動(dòng)態(tài)接觸角的大小。

樣板在進(jìn)入液體后,測(cè)得的受力由兩方面組成:Wilhelmy力Fw和浮力Fa,F(xiàn)w僅和液體的表面有關(guān),在插入和抽出液體過(guò)程中,F(xiàn)w大小是恒定不變的,并能滿足(1)式;

= F/ (L·cosθ)          (1)

r-液體表面張力(Dyn /cm);F—吊片所受的力(Dyn);L—潤(rùn)濕周長(zhǎng)(cm);θ—接觸角(°);

而Fa則隨樣板的真實(shí)幾何形狀及浸入深度d的變化而改變

Fa=ρ·g·l·w·d                           (2)

式中,ρ-液體的密度;g-重力加速度;l-樣板長(zhǎng)度;w-樣板厚度。

當(dāng)前進(jìn)接觸角和后退接觸角都為90°時(shí),cosθ為零,此時(shí)樣板受力大小僅是浮力的貢獻(xiàn),此時(shí)樣板的受力大小與樣板在液體中的浸入深度成線性關(guān)系。依據(jù)液體在插入和抽出過(guò)程中受力的變化利用(3)式計(jì)算得到液體在固體表面的前進(jìn)接觸角和后退接觸角:

cosθ=(Fw+Fa)/ (r·L)                      (3)

 

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