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什么是接觸角?

時(shí)間:2024/5/24閱讀:598
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什么是接觸角?

接觸角是評(píng)價(jià)潤(rùn)濕性的指標(biāo)之一。
它是當(dāng)液體滴到某種固體上時(shí)形成的液滴的凸起程度(液體的高度)的數(shù)值表示。
具體而言,從側(cè)面觀察附著于固體上表面的液體,并測(cè)量液滴終點(diǎn)處的液體相對(duì)于固體表面的角度。
如果容易潤(rùn)濕,則凸起(接觸角)較低,如果難以潤(rùn)濕,則凸起(接觸角)較高。
image.pngimage.png
用接觸角來(lái)評(píng)價(jià)什么
接觸角是評(píng)價(jià)固體和液體之間的相容性或潤(rùn)濕性的指標(biāo)。
這只是一個(gè)示例,但它用于以下目的。
  • 油墨評(píng)價(jià)

  • 液體質(zhì)量評(píng)價(jià)

  • 清潔評(píng)價(jià)

  • 涂布液的評(píng)價(jià)

  • 涂層表面性能評(píng)價(jià)

  • 這樣的。....


如何測(cè)量接觸角
接觸角是液體接觸的固體表面與液體終點(diǎn)之間的角度,因此通常是根據(jù)從側(cè)面觀察到的附著在固體樣品上的液體樣品的圖像來(lái)測(cè)量的。

如下示意圖所示,在面向照明的位置安裝攝像頭,將液體附著在其視野內(nèi)的固體樣品上進(jìn)行觀察。
這種測(cè)量裝置稱(chēng)為 “
接觸角計(jì)"。
image.png
如果容易弄濕
在針尖處形成液體并將固體樣品靠近它。
如果固體樣品容易潤(rùn)濕,當(dāng)固體樣品與液體接觸時(shí),液體將被吸引到固體樣品上并擴(kuò)散。
無(wú)論液體的類(lèi)型如何,有時(shí)在感官意義上被稱(chēng)為“親水性"。
image.png
如果很難弄濕
在針尖處形成液體并將固體樣品靠近它。
如果難以潤(rùn)濕,請(qǐng)降低載物臺(tái),因?yàn)榧词构腆w樣品接觸液體,液體也不會(huì)被固體樣品吸引,液體也不會(huì)離開(kāi)針頭。
無(wú)論液體類(lèi)型如何,有時(shí)根據(jù)感官含義將其稱(chēng)為“防水劑"或“防水劑"。
當(dāng)潤(rùn)濕和鋪展達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),顯示固體和液體表面張力之間平衡的方程稱(chēng)為“楊氏方程"。
該公式在潤(rùn)濕和鋪展變化停止時(shí)有效,而不是在潤(rùn)濕和鋪展期間有效。

因此,用于計(jì)算表面自由能的接觸角就是該平衡狀態(tài)下的接觸角。


<<楊氏公式>>
??=??×因斯??+???
image.pngimage.png
?? :固體的表面張力????? :液體的表面張力?????? :固體和液體之間的界面張力

很多時(shí)候忽略了空氣,所以這樣表達(dá),但嚴(yán)格來(lái)說(shuō),考慮到大氣中氣體的影響,
 固體的表面張力=>固體與氣體之間的界面張力
 ,液體 => 液體
認(rèn)為這是氣體的界面張力是正確的 。

什么是θ/2法?
最著名的計(jì)算方法是θ/2方法。這是一種長(zhǎng)期以來(lái)使用直接測(cè)量接觸角的
接觸角計(jì)的方法。 假設(shè)液滴的輪廓是正圓的一部分,則如下圖所示,固體表面與“切線A"之間的角度θ由關(guān)系式確定,該關(guān)系式從潤(rùn)濕性和潤(rùn)濕性之間的關(guān)系中變得清楚液體的寬度和高度:

曬黑??2=??
解決了你就明白了。
image.png
 曬黑??2=??比,?=2×???????? 它成為了。?:液滴接觸半徑?:液滴高度

前提是,從側(cè)面看,液滴的輪廓形成了圓形的一部分。
因此,如果左右兩側(cè)的接觸角不同,或者由于液滴自重而產(chǎn)生塌陷效應(yīng),則會(huì)產(chǎn)生誤差。
這種方法也可以稱(chēng)為簡(jiǎn)單的正圓擬合(因?yàn)榇_定任意三點(diǎn)就可以確定一個(gè)圓)。

image.png
現(xiàn)實(shí)中,在圖像處理中,檢測(cè)左端點(diǎn)a和右端點(diǎn)b,找到線段ab的中點(diǎn)c,求線段ab經(jīng)過(guò)中點(diǎn)c的垂線與輪廓的交點(diǎn)d檢測(cè)到點(diǎn)后,通過(guò)求出上述的r和h來(lái)計(jì)算接觸角。


如今,隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高,檢測(cè)輪廓點(diǎn)并計(jì)算近似圓的曲線
擬合逐漸成為主流。



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