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表面張力和表面自由能的原理

表面張力是由作用在分子之間的分子間力引起的。如右圖所示，由于分子間力作用在各個方向上，液體表面附近的分子狀態整體保持平衡。然而，分子間力僅作用于表面分子的橫向和向內方向。在表面，當它向大氣尋找伙伴時，存在多余的能量，這稱為表面張力。這時，表面的分子失去力平衡，試圖卷曲起來，使液體的表面積變小。這就是潤濕性受表面張力（分子間力）大小影響的原因。此外，與液體的表面張力相反，固體的表面張力通常被稱為表面自由能。表面張力（mN/m）是拉動單位長度的線所需的力，而表面自由能（mJ/m2...

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接觸角曲線擬合法？

假設液滴的輪廓形狀是正圓或橢圓的一部分，則使用區間（擬合區間）內的所有觀測坐標進行最小二乘擬合。通過該計算，確定正圓或橢圓的參數，并通過求出端點處的微分系數來計算接觸角。切線法假設輪廓形狀是正圓，但是如果將此結果與正圓擬合的結果進行比較，您會發現正圓擬合使用的坐標更多，因此變化較小。在真實的液滴中，由于重力的影響，輪廓形狀被塌陷，因此與正圓的偏差變大，θ/2方法和正圓擬合的誤差變大。橢圓擬合用于減少這種誤差。但與正圓擬合相比，多了一個表征曲線的參數，因此計算結果不穩定。從數學...

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接觸角測量儀的工作原理

當液滴與固體表面接觸時，液滴的最終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。接觸角測量儀通過光源照射測量的液體和固體表面，并用攝像頭捕捉液體和固體表面的圖像。隨后數據處理系統對捕捉到的圖像進行處理和剖析，運用圖像處理算法計算出液滴與固體表面之間的夾角，即為接觸角的大小。接觸角是液體在固體表面形成液滴并達到平衡時，在氣，液，固三相交點處作氣液界面的切線，該切線與固液交界線之間包含液滴的夾角；θ小于90度，是親液狀態，角度越小，親液性越好，θ小于10度是超親液態...

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表面自由能是什么？

液滴在固體表面上的接觸角θ由固體表面張力γS、液體表面張力γL以及固液界面張力γSL之間的平衡決定。其數學表達式就是楊氏公式。一般來說，表面張力與潤濕性之間的關系為液體表面張力小→接觸角小（易潤濕）液體表面張力大→接觸角大（難潤濕）這種關系成立并用于控制各種應用中的潤濕和粘附。然而，現實中也存在上述關系不成立的情況。在這種情況下，結合表面自由能和組分分離概念的方法是有效的。

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如何使用親水性測試儀評估表面濕潤性？

親水性測試儀是一種用于評估材料表面濕潤性和表面能的設備。通過測試表面對水的接觸角，能夠有效地判斷該材料是否具有親水性或疏水性。本文將簡要介紹如何使用親水性測試儀評估表面濕潤性。一、準備工作在使用親水性測試儀之前，首先需要準備好測試樣品和相關的實驗材料。測試樣品通常需要清潔、干燥，以確保結果的準確性。可以使用酒精、去離子水等清潔液體進行表面清潔，必要時使用超聲波清洗機進行深度清潔。此外，還應準備好標準的液滴（通常使用水），并根據需要準備其他溶液（如油或表面活性劑溶液）進行進一步...

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接觸角曲線模擬法

假設液滴的輪廓形狀是正圓或橢圓的一部分，則使區間（擬合區間）內的所有觀測坐標進行最小二乘擬合。通過該計算，確定正圓或橢圓的參數，并通過求出端點處的微分系數來計算接觸角。切線法假設輪廓形狀是正圓，但是如果將此結果與正圓擬合的結果進行比較，您會發現正圓擬合使用的坐標更多，因此變化較小。在真實的液滴中，由于重力的影響，輪廓形狀被塌陷，因此與正圓的偏差變大，θ/2方法和正圓擬合的誤差變大。橢圓擬合用于減少這種誤差。但與正圓擬合相比，多了一個表征曲線的參數，因此計算結果不穩定。從數學上...

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水滴角測試方法

清洗干凈的“干凈”玻璃表面很容易被水潤濕。另一方面，經過氟涂層等處理的表面具有防水性。盡管這種現象在日常生活中經常遇到，但這種“潤濕”現象在工程領域中應用廣泛。當液體滴到固體表面上時，液體由于其自身的“表面張力”而變圓，并且以下公式成立。該方程稱為“楊氏方程”，液滴切線與固體表面之間的角度θ稱為“接觸角”。“接觸角”是非常直觀且易于理解的“潤濕”指標，在所有工業領域中被用作表面評價方法。《理化詞典》（巖波書店第4版）也指出：“在靜止液體的自由表面接觸固體壁的地方，液體表面與固...

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接觸角測量儀θ/2法 -A半角法-

接觸角的測量一般采用θ/2法。可以通過確定液滴的半徑r和高度h并將它們代入下式來確定接觸角。此外，在θ/2法中，還可以通過求出連接液滴的左右端點與頂點的直線相對于固體表面的角度，并將其乘以2來確定接觸角。θ/2方法假設液滴是球體的一部分，因此它測量液滴體積，從而可以忽略重力的影響。如果有量角器之類的秤，也可以直接讀數來測量。即使使用計算機進行分析，計算也很簡單，并且可以在很短的時間內完成處理。

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