《材料表面与界面》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 液-固界面

第四章液-固界面

第四章 液-固界面

第四章液一固界面 一、Young方程和接触角 二、接触角的测定方法 三、接触角的滞后现象 四、黏附功和内聚能 五、Young-Dupre公式 六、润湿过程的三种类型

一、 Young方程和接触角 四、黏附功和内聚能 五、Young-Dupre公式 二、接触角的测定方法 第四章 液-固界面 三、接触角的滞后现象 六、润湿过程的三种类型

4.1 Young方程和接触角 在气、液、固三相交界点，自固-液界面经过液体内 部到气-液界面的夹角称为接触角，通常用表示。 液气 固气 固液 固气 =C固液+O液气C0s0

4.1 Young方程和接触角 在气、液、固三相交界点，自固-液界面经过液体内 部到气-液界面的夹角称为接触角，通常用q表示。 θ  固气 = 固液 + 液气cosq

4.1 Young方程和接触角 O固气=O固液十O液气C0S0 (1)0=0,完全润 湿，液体在固 H20 体表面铺展。 (2)090不润湿 0<90°能润湿 (3)90°<0<180° 液体不润湿固体。 (4)0=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝成小球

θ 4.1 Young方程和接触角 （1）θ=0，完全润 湿，液体在固 体表面铺展。 （2）0<θ<90° ， 液体可润湿固体， 且θ越小，润湿越好。 （3）90°<θ<180° 液体不润湿固体。 （4）θ=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝成小球。  固气 = 固液 + 液气cosq

4.1 Young方程和接触角 液气 )固气 固液 固气=C固液+·液气C0s0 从力学观点推导Young.方程

4.1 Young方程和接触角 θ  固气 = 固液 + 液气cosq 从力学观点推导Young方程

4.1 Young方程和接触角 从能量观点推导Young?方程 系统自由焓的变化 假定液滴足够小，重力影响可 以忽略。 dG=O液气dA液气+O固气dA固气+O固液dA固液 00 。 当液体滑动时，应有： 液 dA周液=-d4图气 0s0 dA液气=cos ad4固液 dAsc =dAsI 固s 代入得： 现液体发生一个小的位移，使 各相界面的面积变化分别为： dG=(O液气c0s0-O固气+O固液)d4周液 dA液气，dA固气，dA国液 平衡时，dG=0,故 S固气=C固液+O液气C0S0

4.1 Young方程和接触角 从能量观点推导Young方程 • 系统自由焓的变化 • 当液体滑动时，应有： • 代入得： • 平衡时，dG=0,故 dG = 液气dA液气 + 固气dA固气 + 固液dA固液 液气 固液 固液 固气 dA dA dA dA = cosq = − dG = ( 液气 cosq − 固气 + 固液 )dA固液  固气 = 固液 + 液气cosq 假定液滴足够小，重力影响可 以忽略。 现液体发生一个小的位移，使 各相界面的面积变化分别为： dA液气， dA固气， dA固液

4.2接触角的测定方法 ·停滴法 ·吊片法 ·电子天平法

• 停滴法 • 吊片法 • 电子天平法 4.2 接触角的测定方法

4.2接触角的测定方法 1.停留法 在光滑、均匀、水平的固体表 面上放一小液滴，因液滴很小 重力作用可忽略。 2hr 将液滴视作球形的一部分，测 sin= 出液滴高度h与底宽2r。由简单 2hr 的几何分析可求出。 tan=

4.2 接触角的测定方法 1. 停留法 θ 2r h 在光滑、均匀、水平的固体表 面上放一小液滴，因液滴很小， 重力作用可忽略。 将液滴视作球形的一部分，测 出液滴高度h与底宽2r。由简单 的几何分析可求出。 2 2 2 2 2hr sin = h 2hr tan = r r h q q + −

4.2接触角的测定方法 1.停留法 仪器结构主要由光源、工作台、底座、放大镜、滴液器 等部分组成

1. 停留法 4.2 接触角的测定方法 仪器结构主要由光源、工作台、底座、放大镜、滴液器 等部分组成