表面张力和表面自由能的原理

表面张力是由作用在分子之间的分子间力引起的。如右图所示，由于分子间力作用在各个方向上，液体表面附近的分子状态整体保持平衡。然而，分子间力仅作用于表面分子的横向和向内方向。在表面，当它向大气寻找伙伴时，存在多余的能量，这称为表面张力。这时，表面的分子失去力平衡，试图卷曲起来，使液体的表面积变小。这就是润湿性受表面张力（分子间力）大小影响的原因。此外，与液体的表面张力相反，固体的表面张力通常被称为表面自由能。表面张力（mN/m）是拉动单位长度的线所需的力，而表面自由能（mJ/m2...

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接触角曲线拟合法？

假设液滴的轮廓形状是正圆或椭圆的一部分，则使用区间（拟合区间）内的所有观测坐标进行最小二乘拟合。通过该计算，确定正圆或椭圆的参数，并通过求出端点处的微分系数来计算接触角。切线法假设轮廓形状是正圆，但是如果将此结果与正圆拟合的结果进行比较，您会发现正圆拟合使用的坐标更多，因此变化较小。在真实的液滴中，由于重力的影响，轮廓形状被塌陷，因此与正圆的偏差变大，θ/2方法和正圆拟合的误差变大。椭圆拟合用于减少这种误差。但与正圆拟合相比，多了一个表征曲线的参数，因此计算结果不稳定。从数学...

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接触角测量仪的工作原理

当液滴与固体表面接触时，液滴的最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。接触角测量仪通过光源照射测量的液体和固体表面，并用摄像头捕捉液体和固体表面的图像。随后数据处理系统对捕捉到的图像进行处理和剖析，运用图像处理算法计算出液滴与固体表面之间的夹角，即为接触角的大小。接触角是液体在固体表面形成液滴并达到平衡时，在气，液，固三相交点处作气液界面的切线，该切线与固液交界线之间包含液滴的夹角；θ小于90度，是亲液状态，角度越小，亲液性越好，θ小于10度是超亲液态...

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表面自由能是什么？

液滴在固体表面上的接触角θ由固体表面张力γS、液体表面张力γL以及固液界面张力γSL之间的平衡决定。其数学表达式就是杨氏公式。一般来说，表面张力与润湿性之间的关系为液体表面张力小→接触角小（易润湿）液体表面张力大→接触角大（难润湿）这种关系成立并用于控制各种应用中的润湿和粘附。然而，现实中也存在上述关系不成立的情况。在这种情况下，结合表面自由能和组分分离概念的方法是有效的。

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如何使用亲水性测试仪评估表面湿润性？

亲水性测试仪是一种用于评估材料表面湿润性和表面能的设备。通过测试表面对水的接触角，能够有效地判断该材料是否具有亲水性或疏水性。本文将简要介绍如何使用亲水性测试仪评估表面湿润性。一、准备工作在使用亲水性测试仪之前，首先需要准备好测试样品和相关的实验材料。测试样品通常需要清洁、干燥，以确保结果的准确性。可以使用酒精、去离子水等清洁液体进行表面清洁，必要时使用超声波清洗机进行深度清洁。此外，还应准备好标准的液滴（通常使用水），并根据需要准备其他溶液（如油或表面活性剂溶液）进行进一步...

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接触角曲线模拟法

假设液滴的轮廓形状是正圆或椭圆的一部分，则使区间（拟合区间）内的所有观测坐标进行最小二乘拟合。通过该计算，确定正圆或椭圆的参数，并通过求出端点处的微分系数来计算接触角。切线法假设轮廓形状是正圆，但是如果将此结果与正圆拟合的结果进行比较，您会发现正圆拟合使用的坐标更多，因此变化较小。在真实的液滴中，由于重力的影响，轮廓形状被塌陷，因此与正圆的偏差变大，θ/2方法和正圆拟合的误差变大。椭圆拟合用于减少这种误差。但与正圆拟合相比，多了一个表征曲线的参数，因此计算结果不稳定。从数学上...

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水滴角测试方法

清洗干净的“干净”玻璃表面很容易被水润湿。另一方面，经过氟涂层等处理的表面具有防水性。尽管这种现象在日常生活中经常遇到，但这种“润湿”现象在工程领域中应用广泛。当液体滴到固体表面上时，液体由于其自身的“表面张力”而变圆，并且以下公式成立。该方程称为“杨氏方程”，液滴切线与固体表面之间的角度θ称为“接触角”。“接触角”是非常直观且易于理解的“润湿”指标，在所有工业领域中被用作表面评价方法。《理化词典》（岩波书店第4版）也指出：“在静止液体的自由表面接触固体壁的地方，液体表面与固...

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接触角测量仪θ/2法 -A半角法-

接触角的测量一般采用θ/2法。可以通过确定液滴的半径r和高度h并将它们代入下式来确定接触角。此外，在θ/2法中，还可以通过求出连接液滴的左右端点与顶点的直线相对于固体表面的角度，并将其乘以2来确定接触角。θ/2方法假设液滴是球体的一部分，因此它测量液滴体积，从而可以忽略重力的影响。如果有量角器之类的秤，也可以直接读数来测量。即使使用计算机进行分析，计算也很简单，并且可以在很短的时间内完成处理。

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