接触角测量的常用测量法

在做接触角测试时，科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到，好多同学对接触角测量不太了解，针对此，科学指南针检测平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理，希望可以帮助到科研圈的伙伴们；

通常接触角的测量基于 Young 方程 , 必须满足条件 :

(1) 固体表面是刚性的、均匀的、光滑的。

(2) 固体表面是惰性的 , 没有膨胀和化学反应。

接触角是客观存在的 , 可采用多种方法进行测量 , 大致可分为三类 : 量角法、测高法和测重法。 

1 . 1 角度测量法

最直观的方法就是根据定义测量接触角θ, 直接观测固体表面上的平衡液滴或附着于固体表面上气泡的外形 ; 观测者从三相交界点处 , 人为地作气液界面切线 , 精确度较差。 

1 .2 液滴最大高度法

液滴最大高度法是将液体滴在固体表面上形成液滴,不断增加液滴量,当液体高度达一最大值 , 继续增加液量 , 只会扩大固液界面面积 , 在均匀的固体表面上 , 将形成固定高度的圆形“液饼 ”。该法具有较高的测量精度 , 接触角θ通过下式计算 :

h m 为液滴最大高度 , ɡ为重力加速度 , ρ为液体密度 , γ l - g 为液体的表面张力。

1 .3 粉体接触角的测量

将粉体压成多孔粉末柱体 , 颗粒间隙视为平均等效半径为 r 的一束毛细管柱 , 可润湿液体通过毛细作用渗入粉体柱 , 在 t 时间内渗入的高度 h 可用Washburn 方程描述：

式中γ、η分别为液体的表面张力和粘度 ,r为粉体毛细管柱的平均等效半径,c为毛细管因子。r 值无法直接测定 , 通常采用一已知表面张力、粘度 , 且θ =0 °的液体 , 先测其 t - h 的关系 , 求出该粉体柱的 cr 值 ( 即仪器常数) ,再测定某液体通过相同粉体柱的 t - h 关系 , 计算该液体在粉体上的接触角θ。

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