Minkštumas, kontaktinis kampas ir matavimas

Minkštumas, kontaktinis kampas ir matavimas

Minkštumas, kontaktinis kampas ir matavimas

Pateikdami lašelį ant kieto paviršiaus, gali atsirasti viena iš šių sąlygų:

Kapsulė visiškai išsilydo ant kieto paviršiaus, ant jo viršuje susidaro skystoji plėvelė.

Dangtis pasklido ant kieto paviršiaus ir sudaro ant jo geresnį lašelį.

Kapsulės beveik nesiskiria ant kieto paviršiaus, bet "sėdi" ant jų, kad susidarytų labai išsikišantis lašelis.

Drėkinimas reiškia keitimą tarpusavyje nesudėtingo skysčio (dujų arba kito skysčio) su kietu paviršiaus skysčiu. Kieto paviršiaus drėkinamasis skystis gali būti matuojamas kontaktiniu kampu, kuris yra kampas tarp skysčio / oro sąsajos ir kieto paviršiaus (įskaitant skystos fazės dalį)

Pirmuoju atveju sąlyčio kampas yra 0 °, ir mes sakome, kad skystis gali visiškai drėkinti kietą paviršių; antru atveju kontakto kampas yra didesnis nei 0 °, bet mažesnis kaip 90 °, mes sakome, kad skystis gali iš dalies šlapias Kietas paviršius; trečiame atveju kontaktinis kampas yra didesnis nei 90 °, mes sakome, kad skystis negali drėkinti kieto paviršiaus.

Konkrečiam trifazės skysčio / kieto paviršiaus / atmosferos sistemai (kuri taip pat gali būti kita skystoji fazė, nesuderinama su skysčiu), kontaktinis kampas turėtų būti konkreti vertė, kurią lemia sąveika tarp trijų fazių, tai yra skysčio / dujų, skysčio / kietos ir kietos / dujinės sąsajos, nustato pati sistema, siekianti minimalios visos energijos. Kritimo forma ant kieto paviršiaus nustatoma YL lygtimi, o kontaktinis kampas veikia kaip ribinė sąlyga. Idealiu atveju santykis tarp kontaktinio kampo ir trifazės sąveikos jėgos gali būti aprašytas pagal sekančią Jango lygtį (Young's equ.).

Kontaktų kampų diapazonas ir pavyzdžiai

4) vandens lašai ant lotoso lapo

Pakabukas Drop po montavimo Fiziškai prasmingų kontaktų kampų diapazonas yra nuo 0 ° iki 180 °. Kontaktinis 0 ° kampas reiškia, kad skystis visiškai išsiskleidžia ant kieto paviršiaus, kol susidaro monosluoksnis (jei nėra kliūčių!). Kontakto kampas nuo 0 ° iki 30 ° rodo, kad skystis gerai prilimpa prie kieto paviršiaus ir gerai išplis. Šis diapazonas yra svarbus daugeliui procesų, tokių kaip dažai, dangos, valymas, klijavimas ir kt. Kontaktinis kampas tarp 30 ° ir 90 ° reiškia, kad skystis tam tikras drėkinamasis paviršius, tačiau jis nėra labai geras. Kai kontaktinis kampas yra didesnis nei 90 °, skystis neturi drėkinimo prie kieto paviršiaus. Kai šis kampas Kadangi kampas padidėja iki maždaug 130 ° -140 °, skystis pradeda eksponuoti paviršiaus atsparumą ant kieto paviršiaus. Kai kontaktinis kampas padidėja daugiau nei 150 °, lašelis iš tiesų tiesiog "sėdi" ant paviršiaus, paliekant paviršių, kai tik jis turi galimybę ir turi didelį atsparumą paviršiui. Tai yra vandens lašelių ant lotoso lapija atvejis, kurio kontaktiniai kampai yra maždaug iki 170 °, žinomi kaip "lotoso efektas", kurie taip pat dažnai vadinami superhidrofobiniais paviršiais. Jie yra savaiminio valymo ir gali būti labai naudingi, todėl tai yra karšta vieta dabartiniuose tyrimuose.

Δθ = θ _a - θ _r

Faktinis ne idealus paviršius, dėl kurio "Young" kontakto kampas apibūdina tradicinės praktikos paviršiaus drėkinimą, nėra tobulas, taip pat turite atsižvelgti į kontaktinio kampo histerezę, kad galėtumėte visiškai apibūdinti, pvz., Superhidrofobines paviršiaus savybes.