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動態(tài)接觸角之威廉米法(Wilhelmy法)

時間:2020-08-31     來源:www.gltj1.com         瀏覽:4410次

依據(jù)Wilhelmy理論如圖所示,把樣品板插入到液體中然后抽出來,通過測量樣品板受力變化計算得到液體在固體表面的動態(tài)接觸角的大小。

樣板在進入液體后,測得的受力由兩方面組成:Wilhelmy力Fw和浮力Fa,F(xiàn)w僅和液體的表面有關,在插入和抽出液體過程中,F(xiàn)w大小是恒定不變的,并能滿足(1)式;

= F/ (L·cosθ)          (1)

r-液體表面張力(Dyn /cm);F—吊片所受的力(Dyn);L—潤濕周長(cm);θ—接觸角(°);

而Fa則隨樣板的真實幾何形狀及浸入深度d的變化而改變

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

式中,ρ-液體的密度;g-重力加速度;l-樣板長度;w-樣板厚度。

當前進接觸角和后退接觸角都為90°時,cosθ為零,此時樣板受力大小僅是浮力的貢獻,此時樣板的受力大小與樣板在液體中的浸入深度成線性關系。依據(jù)液體在插入和抽出過程中受力的變化利用(3)式計算得到液體在固體表面的前進接觸角和后退接觸角:

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

 

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