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接觸角測(cè)量?jī)x---俘泡法(擄泡法)的意義和作用

發(fā)布時(shí)間: 2025-11-05  點(diǎn)擊次數(shù): 23次

    測(cè)量氣體(氣泡)在固體表面(該表面浸沒(méi)在液體中)的接觸角,將待測(cè)的固體樣品浸沒(méi)在一個(gè)透明的液體槽中。用一個(gè)倒置的針頭,從下方靠近固體下表面。通過(guò)針頭注入一個(gè)氣泡,使其與固體下表面接觸并被“俘獲"或“懸停"在那里。此時(shí),使用視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x觀察到一個(gè)“倒掛"在固體表面上的氣泡,并分析這個(gè)氣泡的輪廓,測(cè)量其左、右兩邊的接觸角。請(qǐng)注意,此時(shí)測(cè)量的角度是氣泡相內(nèi)部的接觸角,即氣相與固體的夾角,但其數(shù)值與液固的接觸角互補(bǔ)。 


    俘泡法的主要應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì):測(cè)量超親水表面:對(duì)于非常親水的表面,液滴會(huì)瞬間鋪展開,形成非常小的接觸角(接近0°),用傳統(tǒng)的座滴法很難準(zhǔn)確測(cè)量和觀察。使用俘泡法,在水下測(cè)量氣泡的接觸角。如果表面是超親水的,水會(huì)牢牢占據(jù)固體表面,氣泡很難附著,會(huì)形成一個(gè)很大的氣泡接觸角(接近180°)。這個(gè)大的角度更容易被精確測(cè)量。


    很多工業(yè)應(yīng)用(如礦物浮選、石油開采、水下設(shè)備防護(hù))都是在液體環(huán)境中,固體表面與氣體發(fā)生相互作用。俘泡法能更真實(shí)地模擬這些實(shí)際工況。


    座滴法中的液滴暴露在空氣中,可能因?yàn)榛覊m污染或溶劑蒸發(fā)而改變體積和性質(zhì),影響測(cè)量結(jié)果。俘泡法將樣品和氣泡浸沒(méi)在液體中,可以提供一個(gè)更穩(wěn)定、更潔凈的測(cè)試環(huán)境。


    有時(shí)需要測(cè)量材料下表面的潤(rùn)濕性,俘泡法是一個(gè)方便的選擇。


    簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),俘泡法就是“座滴法"的倒置版本:座滴法:固體 + 液滴 + 空氣環(huán)境 -> 測(cè)液滴角。俘泡法:固體(浸在液體中)+ 氣泡 + 液體環(huán)境 -> 測(cè)氣泡角。它是一種非常重要的補(bǔ)充測(cè)量技術(shù),尤其在表征強(qiáng)親水或強(qiáng)疏水表面,以及研究液-固-氣三相界面在浸沒(méi)狀態(tài)下的行為時(shí),具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。核心操作是:利用
視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量氣相接觸角 (θg),然后利用互補(bǔ)公式換算成標(biāo)準(zhǔn)的液相接觸角 (θ?) 進(jìn)行報(bào)告。


    還有一點(diǎn)就是,它通過(guò)轉(zhuǎn)換測(cè)量對(duì)象,來(lái)獲得一個(gè)清晰的輪廓,從而解決接觸角難以測(cè)量的難題。

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