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动态接触角之威廉米法(Wilhelmy法)

来源:技术文章    发布时间:2020-06-14    浏览:193次

依据Wilhelmy理论如图所示,把样品板插入到液体中然后抽出来,通过测量样品板受力变化计算得到液体在固体表面的动态接触角的大小。

样板在进入液体后,测得的受力由两方面组成:Wilhelmy力Fw和浮力Fa,Fw仅和液体的表面有关,在插入和抽出液体过程中,Fw大小是恒定不变的,并能满足(1)式;

= F/ (L·cosθ)          (1)

r-液体表面张力(Dyn /cm);F—吊片所受的力(Dyn);L—润湿周长(cm);θ—接触角(°);

而Fa则随样板的真实几何形状及浸入深度d的变化而改变

Fa=ρ·g·l·w·d                           (2)

式中,ρ-液体的密度;g-重力加速度;l-样板长度;w-样板厚度。

当前进接触角和后退接触角都为90°时,cosθ为零,此时样板受力大小仅是浮力的贡献,此时样板的受力大小与样板在液体中的浸入深度成线性关系。依据液体在插入和抽出过程中受力的变化利用(3)式计算得到液体在固体表面的前进接触角和后退接触角:

cosθ=(Fw+Fa)/ (r·L)                      (3)

 

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