Mitrumspēja, kontakta leņķis un mērījums

Mitrumspēja, kontakta leņķis un mērījums

Mitrumspēja, kontakta leņķis un mērījums

Ievietojot pilienu uz cietas virsmas, var rasties viens no šādiem nosacījumiem:

Piliens pilnīgi izkliedē virs cietas virsmas, veidojot šķidruma plēvi virs tā.

Piliens izkliedējas virs cietas virsmas un veido uz tā gludāku pilienu.

Pilieni gandrīz nemainās uz cietas virsmas, bet "sit" uz tām, lai izveidotu ļoti izvirzītu pilienu.

Mitrināšana attiecas uz savstarpēji nesaderīga šķidruma (gāzes vai cita šķidruma) aizstāšanu ar šķidrumu uz cietas virsmas. To, cik lielā mērā šķidrums mitrās uz cietas virsmas, var izmērīt ar kontakta leņķi, kas ir leņķis starp šķidruma / gaisa saskari un cieto virsmu (ieskaitot šķidrās fāzes daļu)

Pirmajā gadījumā kontakta leņķis ir 0 °, un mēs sakām, ka šķidrums var pilnībā notīrīt cieto virsmu; otrajā gadījumā kontakta leņķis ir lielāks par 0 °, bet mazāks par 90 °, mēs sakām, ka šķidrums var daļēji mitrēt cieto virsmu; trešajā gadījumā kontakta leņķis ir lielāks par 90 °, mēs sakām, ka šķidrums nevar mitrēt cieto virsmu.

Konkrētajai trīs fāzu šķidruma / cietās virsmas / atmosfēras sistēmai (kas var būt arī cita šķidra fāze, kas nav saderīga ar šķidrumu) kontakta leņķis ir īpaša vērtība, ko nosaka mijiedarbība starp trim fāzēm, tas ir, šķidruma / gāzes, šķidruma / cietā un cietā / gāzes saskare, nosaka pati sistēma, minimālās kopējās enerģijas sasniegšanas rezultāts. Pilienu formu uz cietas virsmas nosaka YL vienādojums, kamēr kontakta leņķis darbojas kā robežnosacījums. Ideālā gadījumā attiecības starp kontakta leņķi un trīsfāzu mijiedarbības spēku var aprakstīt ar šādu Young's vienādojumu (Young's eq.).

Kontaktu leņķu diapazons un piemēri

4) ūdens pilieni uz lotosa lapas

Pulksteņa piliens pēc montāžas Fiziski nozīmīgu kontaktu leņķu diapazons ir no 0 ° līdz 180 °. Saskares leņķis 0 ° nozīmē, ka šķidrums pilnībā izkliedējas virs cietas virsmas, līdz veidojas monolītais (ja nav šķēršļu!). Saskares leņķis no 0 ° līdz 30 ° norāda, ka šķidrumam piemīt laba mitruma pakāpe uz cietas virsmas un labi izplatās. Šis diapazons ir svarīgs daudziem procesiem, piemēram, krāsām, pārklājumiem, tīrīšanai, pieslīpēšanas mezglam utt. Saskares leņķis no 30 ° līdz 90 ° nozīmē, ka šķidrumam ir noteikta mitruma pakāpe uz cietas virsmas, bet tas nav ļoti labs. Ja kontakta leņķis ir lielāks par 90 °, šķidrumam nav mitruma līdz cietajai virsmai. Kad šis leņķis Kad leņķis palielinās līdz aptuveni 130 ° -140 °, šķidrums sāk izturēt virsmas atgrūšanu uz cietas virsmas. Ja kontakta leņķis ir palielināts virs 150 °, piliens faktiski ir tikai "sēžot" uz virsmas, atstājot virsmu, tiklīdz tam ir iespēja un uz virsmas augsta atgrūšanas pakāpe. Tas attiecas uz ūdens pilieniņām uz lotosa zaļumiem, kuru kontakta leņķi līdz aptuveni 170 ° ir pazīstami kā "lotosa efekts", kurus arī bieži sauc par superhidrofobiskām virsmām. Tie ir pašattīrīti un lieliski piemēroti izmantošanai, tādēļ pašreizējā pētījumā tā ir karsta vieta.

Δθ = θ _a - θ _r

Faktiskā ne-ideālā virsma, kā rezultātā tradicionālās prakses virsmas mitruma raksturojums jaunajam kontaktstruktūrai nav perfekts, jums ir jāņem vērā arī kontakta leņķa histerēze, lai to pilnībā raksturotu, piemēram, superhidrofobas virsmas īpašības.