接触角原理及主要用途

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来源：广州贝拓科学技术有限公司 2022年01月18日 14:10

　　接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。

　　若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，其角越小，润湿性越好；若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，容易在表面上移动，不能进入毛细孔。

　　润湿过程与体系的界面张力有关。一滴液体落在水平固体表面上，当达到平衡时，形成的接触角与各界面张力之间符合下面的杨氏公式(Young Equation):

　　γs,g = γs,l + γg,l×cosθ

　　由它可以预测如下几种润湿情况：

　　1)当θ=0，*润湿；

　　2)当θ﹤90°，部分润湿或润湿；

　　3)当θ=90°，是润湿与否的分界线；

　　4)当θ﹥90°，不润湿；

　　5)当θ=180°，*不润湿。

　　毛细现象中液体上升、下降高度h。h的正负表示上升或下降。

　　浸润液体上升，接触角为锐角；不浸润液体下降，接触角为钝角。

　　上升高度h=2*表面张力系数/(液体密度*重力加速度g*液面半径R)。

　　上升高度h=2*表面张力系数*cos接触角/(液体密度*重力加速度g*毛细管半径r)。

　　润湿性问题与采矿浮选、石油开采、纺织印染、农药加工、感光胶片生产、油漆配方以及防水、洗涤等都有密切关系。

　　接触角主要用途：研究固/液界面特性、固体的表面性质、液体对固体的润湿性以及液体在固体基底上的扩散或吸附性：

　　● 基底上(如薄膜、金属、多聚物、木块等)涂层(如油漆、胶水、硅树脂等)的吸附

　　● 液体(如墨水或化学试剂)在纸张上的扩散和润湿性

　　● 物理和化学表面处理(等离子体处理等)

　　● Si片的清洗控制(半导体工业中Si片清洗后的表面化学特性)

　　● 多聚物基底上的矿物材料吸附性

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