文档介绍：接触角测定实验报告计划
接触角测定实验报告计划
接触角测定实验报告计划
液 - 固界面接触角的测量实验报告
一、实验目的
了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
掌握用 JC2000C1 静滴接触角 / 界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、实验原理
润湿是自然界和生产过程中常见的现象。 通常将固 - 气界面被固 - 液界面所取
代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，
有的则粘附在表面上成为平凸透镜状， 这种现象称为润湿作用。 前者称为铺展润
湿，后者称为粘附润湿。 如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。 如果液体不
粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如***滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。
此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中， 则称为浸湿。 上述各种类
型示于图 1。
图 1 各种类型的润湿
当液体与固体接触后， 体系的自由能降低。 因此，液体在固体上润湿程度的
大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。 在恒温恒压下， 当一液滴放置在固
体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来， 或以与固体表面成一定接触角
的液滴存在，如图 2 所示。
图2 接触角
接触角测定实验报告计划
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接触角测定实验报告计划
假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示， 则当液滴在固
体平面上处于平衡位置时， 这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零， 这
个平衡关系就是著名的 Young方程，即
γSG - γSL = γLG·cosθ
(1)
式中 γ SG， γLG， γSL 分别为固 - 气、液 - 气和固 - 液界面张力； θ 是在固、气、液
三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角， 称为接触角，在 0o-180 o
之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：
粘附润湿
Wa = γ SG - γSL + γLG ≥0
(2)
铺展润湿
S = γSG - γSL - γLG ≥ 0
(3)
式中 Wa， S 分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将 (1) 式代入公式 (2) 、(3) ，得到下面结果：
W γ +γ －γ
γ
+
θ
)
(4)
a
=
SGLG
=
(1 cos
SL
LG
S=γ SG- γSL- γLG=γLG(cos θ- 1)
(5)
以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角， 便可以计算出粘附功、
铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。 还可以看到， 接触