按关键词阅读: 方法 测试 步骤 表面 原理
1、表面能的测试原理、方法、步骤界面能可分为固气界面能(也称固体表面能 , 以下皆称为固体表面能)、气液 界面能(也称液体表面能 , 以下皆称为液体表面能)和固液界面能 。
其中固体表面 能的测定对多孔材料、焊接、涂料、分子筛等领域的理论研究和生产实践具有重 要指导作用;液体表面能的测定则与清洁剂的制造、泡沫分离、润湿、脱色、孚L 化、催化等技术密切相关;而固液界面能主要在涉及固液接触的领域 , 如油漆、 润滑、清洁、石油开采等领域应用广泛 。
一、表面能的测试方法就测量方式而言 , 液体表面能可以直接通过仪器设备测得 ,而固体表面能和 固液界面能却只能通过其他方法间接地计算获得 。
而又因为固液界面能、固体表面能、液体表面 。
【表面|表面能的测试原理方法步骤】2、能三者之间存在某种关系 ,所以求得固体表面能后 , 固液界面能 的计算问题会迎刃而解 。
目前测量固体表面能的方法主要有劈裂功法、颗粒沉降 法、熔融外推法、溶解热法、薄膜浮选、van der Waals Lifshitz理论以及接触角法 等 。
其中 , 劈裂功法是用力学装置测量固体劈裂时形成单位新表面所做的功(即该材料的表面能#的方法) 。
溶解热法是指固体溶解时一些表面消失 , 消失表面的 表面能以热的形式释放 , 测量同一物质不同比表面的溶解热 , 由它们的差值估算 出其表面能的方法 。
薄膜浮选法、颗粒沉降法均用于固体颗粒物质表面能的测量 ,而不适用于片状固体表面能的测量 。
熔融外推法是针对熔点较低的固体的测量方 法 , 具体 。
3、方法是加热熔化后测量液态的表面能与温度的关系 , 然后外推至熔点以下其固态时的表面能 。
此法假设固态时物质的表面性质与液态时相同 , 这显然是不合理的 。
Vander Waals Lifshitz理论在固体表面能计算方面虽有应用 ,但不够精 确 。
接触角法被认为是所有固体表面能测定方法中最直接、最有效的方法 , 这种方法本质上是基于描述固液气界面体系的杨氏方程的计算方法 。
二、固体表面能测试原理在非真空条件下液体与固体接触时 , 整个界面体系会同时受到固体表面能 液体表面能.-和固液界面能、作用 , 使得液体在固体表面呈现特定的接触角e (见图1) 。
提出了著名的杨氏方程(1)式来描述它们之间的关系:YivCGs9ysv。
4、-ysl图1固体表面的液滴从方程的定义可以看出 , 要计算固体表面能 , 只需要测量其他3个变量即可3个未知变量中接触角2和液体表面能可以通过实验仪器测得 , 而固液界面能:无法直接测得 。
因此 , 界面化学家发展了其他方法 , 如表面能分量途径、状 态方程途径 , 利用I、I、之间的某种关系 , 再结合方程(1) , 计算出固体表面能= 。
目前建立固体表面能、液体表面能、固液界面能之间关系模型的方法 主要有两种:表面能分量途径和状态方程途径 。
利用固、液、气界面能关系模型 ,联立方程 即可求得固体表面能 。
1)基于表面能分量途径Fowkes 途径Fowkes认为表面能是许多分量之和 , 每种分量是由特定分子之间作用力引 起的 , 提出了表 。
5、面能分量途径 。
丫 =泸+严(2)式中:是总表面能 ,和分别是由分子间的London力引起的色散表面能分量 和非色散表面能分量 。
基于此假设 , Fowkes认为固液界面能是固体表面能与液 体表面能之和减去两者色散分量的几何平均 数:Ya = Ysv +% -或(谁十朮) P)式中:是固体色散表面能分量是液体色散表面能分量将式与式联立,可以得到:e cos & = 一 + 2(x2 + 盅 J 2式中沿噥,、与 , 可以通过实验测得 , 因此通过测量一种液体在固体表 面上的接触角 , 就可以计算出固体表面能 。
已 Owe ns Wendt Kaelble 方法Owe ns与Wendt进一步发展了途径 , 认为表面能是另 。
6、外两种分量之和:式中是偶极-偶极分量 是氢键分量 。
因此Owe ns与Wendt认为固液界面能可以表示为固体表面能加上液体表面能减去偶极-偶极分量的几何平均数和氢键分量的几何平均数 :式中二是固体偶极-偶极分量 , .是液体偶极-偶极分量 , 是固体氢键分量 , .是液 体氢键分量 。
将式(6)与式(1)联立 , 可以得到:佔十g叭=2砒十讨讹(7几乎与此同时Kaelble也发表了与Owe ns与Wendt类似的结果 , 所以式(7)也被 称为Owe ns Wendt Kaelble方程 。
式(7)中 , 液体的表面能f 及其偶极-偶极分 量 , 氢键分量.可以通过实验测定或化学手册查得 , 而固体的偶极 -偶极分量和氢键分量.未 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0801/0023375095.html
标题:表面|表面能的测试原理方法步骤