影响接触角测定的因素..

接触角测量仪原理接触角测量仪是一种用于测量固体表面润湿性的仪器，通过测量液体与固体表面之间的接触角来反映固体表面的润湿性能。

接触角是指液体与固体表面在接触处所形成的夹角，它是衡量液体在固体表面上的润湿性的重要参数。

在实际生产和科研中，接触角测量仪被广泛应用于表面润湿性的研究和评价。

接触角测量仪的原理主要基于Young方程和表面张力的作用。

当一滴液体滴在固体表面上时，液体分子与固体表面分子之间会发生相互作用，形成一个接触线。

此时，液体表面张力会使液滴试图最小化其表面积，而固体表面张力会使液滴试图最小化其与固体表面的接触面积。

接触角的大小取决于这两种张力的平衡状态，当接触角越小时，液体在固体表面上的润湿性越好；当接触角越大时，液体在固体表面上的润湿性越差。

接触角测量仪通过将液滴滴在固体表面上，然后利用光学、摄像等技术来测量液滴与固体表面形成的接触角，从而得到固体表面的润湿性能参数。

其测量原理主要包括光学测量法、压降法和旋转法等多种方法。

光学测量法是通过光学显微镜或高速相机等设备来观察并测量液滴与固体表面的接触角，其优点是测量精度高，适用于各种固体表面；压降法是利用压力传感器来测量液滴在固体表面上的压降，从而计算出接触角；旋转法是通过旋转固体表面来改变液滴形态，从而得到接触角的变化规律。

接触角测量仪的原理虽然简单，但在实际应用中需要注意一些因素的影响。

例如，固体表面的粗糙度、化学成分、表面能等因素都会对接触角的测量结果产生影响，因此在测量时需要对这些因素进行合理的控制和调整，以确保测量结果的准确性和可靠性。

总之，接触角测量仪是一种用于测量固体表面润湿性的重要仪器，其原理基于表面张力和Young方程的作用。

通过测量液滴与固体表面形成的接触角，可以反映固体表面的润湿性能。

在实际应用中，需要注意各种因素对测量结果的影响，以确保测量结果的准确性和可靠性。

接触角测量仪的原理和应用，对于研究固体表面性质、液体在固体表面上的行为等方面具有重要的意义。

接触角的测定实验报告思考题思考题：请简要解释接触角的概念是什么？接触角是指液体与固体之间界面上形成的一个角度，它表示了液体在固体表面上展开的能力。

接触角的大小取决于液体和固体之间的相互作用力，以及表面张力等因素。

在实验中，我们使用哪些方法来测定接触角？这些方法各有什么优缺点？常见的测定接触角的方法有：直接测量法：通过直接测量液体滴在固体表面形成的三相交界线的角度。

优点是简单易行，可以得到准确的接触角值。

缺点是对于不透明的固体或粘稠的液体较难应用。

静滴法：将液体滴在固体表面，在平衡状态下测量液滴的形状并计算接触角。

优点是可适用于不同类型的液体和固体，并且测量过程相对简单。

缺点是需要等待一段时间使液滴达到平衡状态。

斜滴法：将液体放置在斜面上，通过测量液滴的形状来计算接触角。

优点是测量过程简单，可以避免液滴在竖直方向的重力影响。

缺点是需要使用斜面装置，并且对于粘度较高的液体可能不适用。

实验中可能会影响接触角测定结果的因素有哪些？如何减小这些误差？影响接触角测定结果的因素包括：表面污染：固体表面的污染物、灰尘或化学物质可能会改变液滴的形状，从而影响接触角测量结果。

应保持实验环境干净，并清洁固体表面。

液滴形状的不规则性：液滴的不均匀性或不规则形状可能导致接触角的测量不准确。

应选择合适大小和形状的液滴，并确保液滴均匀地附着在固体表面上。

温度影响：温度的变化可能会影响液体的表面张力和黏度，从而影响接触角的测量结果。

应控制实验温度，并进行温度校正。

人为误差：操作者的技术水平和主观判断可能引入误差。

应进行多次测量并取平均值，同时注意操作的一致性。

为减小这些误差，可以采取清洁固体表面，避免表面污染。

使用精密仪器和辅助设备来获得准确的液滴形状和角度测量。

控制实验温度，并进行温度校正。

进行多次测量并取平均值，以减小人为误差的影响。

接触角的测定在哪些领域中有重要应用？请举例说明。

接触角的测定在许多领域中具有重要应用，例如：材料科学：用于评估材料表面的润湿性能和液体与固体界面相互作用的性质。

接触角和表面能的关系一、前言接触角和表面能是物理学中的两个重要概念，它们之间存在一定的关系。

本文将从定义、测量方法、影响因素和应用等方面详细介绍接触角和表面能的关系。

二、接触角的定义及测量方法1. 定义接触角是指液体与固体表面接触时，液体表面形成的夹角。

通俗地讲，就是液滴在固体表面上停留时与固体表面所形成的夹角。

2. 测量方法（1）光学法：通过显微镜或高速摄像机观察液滴在固体表面上的形态变化，计算出接触角。

（2）重力法：利用称重器或天平测量液滴在固体表面上停留时所受到的重力大小，计算出接触角。

（3）倾斜法：通过倾斜固体样品，使得液滴在其表面上移动，并记录下移动过程中液滴与固体表面所形成的夹角大小。

三、影响因素1. 固体表面性质：如化学成分、粗糙度等，会影响其对液态物质的亲疏性，从而影响接触角的大小。

2. 液体性质：如表面张力、粘度、密度等，会影响液滴形态和液滴与固体表面之间的相互作用力，从而影响接触角的大小。

3. 环境因素：如温度、湿度等，会影响液态物质的表面张力和粘度等性质，从而影响接触角的大小。

四、表面能的定义及测量方法1. 定义表面能是指固体表面与其他物质之间相互作用的强度。

通俗地讲，就是固体表面对其他物质的亲疏性。

2. 测量方法（1）接触角法：通过测量液滴在固体表面上形成的接触角大小来计算出其对应的固体表面自由能。

（2）溶解度法：通过浸泡固体样品在不同溶剂中所需时间或溶解程度来计算出其对应的表面自由能。

五、接触角和表面能之间的关系1. 接触角越小，表示固体对液态物质具有较强的亲和力，其表面能也越大；反之，则表示固体对液态物质具有较弱的亲和力，其表面能也越小。

2. 接触角和表面能之间的关系可以用杨-杜普方程来描述：cosθ=1-γSL/γSL，其中θ为接触角，γSL为固体表面自由能，γL为液体表面自由能。

3. 通过测量接触角和表面能，可以了解固体表面的亲疏性及其对其他物质的相互作用强度。

这对于材料科学、化学工程、生物医学等领域都具有重要意义。

影响润湿作用和接触角的因素:固体和液体的性质、固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。

在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小，可用低倍显微镜中装有的量角器测量，也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像再用量角器测量。

(一) 接触角的测定(1) 开机，调焦（将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍（测小液滴接触角时通常调到2倍～2.5倍），然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。

(2) 加样。

一般用0.6μL～1.0μL。

(3) 接样。

旋转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升，触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降，使液滴留在固体平面上。

(4) 冻结图象。

点击界面右上角的冻结图象按钮将画面固定，再点击File菜单中的Save as将图象保存在文件夹中。

接样后要在20s（最好10 s）内冻结图像。

(6) 量角法。

点击量角法按钮，进入量角法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。

这时图象上出现一个由两直线交叉45度组成的测量尺，利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、右、上、下键调节测量尺的位置：首先使测量尺与液滴边缘相切，然后下移测量尺使交叉点到液滴顶端，再利用键盘上< 和> 键即左旋和右旋键旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。

另外，也可以使测量尺与液滴右端相交，此时应用180°减去所见的数值方为正确的接触角数据，最后求两者的平均值。

(7) 量高法。

点击量高法按钮，进入量高法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。

然后用鼠标左键顺次点击液滴的顶端和液滴的左、右两端与固体表面的交点。

如果点击错误，可以点击鼠标右键，取消选定。

(二) 表面张力的测定(1)开机。

将仪器插上电源，打开电脑，双击桌面上的JC2000C1应用程序进入主界面。

点击界面右上角的活动图象按钮，这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象。

(2)调焦。

将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍，然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。

胶体与表面化学Colloid and Surface Chemistry综述题目接触角技术学生姓名所在学院化学化工学院专业及班级完成日期接触角技术摘要：接触角作为材料表面润湿性能的重要参数之一，通过测量接触角可以获得材料表面固-液、固-气界面相互作用的许多信息。

本文首先探讨了接触角测量的理论依据、常用方法、Young方程的适用范围以及接触角滞后的影响因素，然后详细介绍了接触角测量技术所取得的最新研究成果。

最后对接触角测量方法的发展进行阐述，总结了接触角测量技术在石油工业、浮选工业、医药材料、芯片检测、无毒低表面能防污材料测试表征方面的应用，为扩大接触角测量技术在其它领域的应用提供一些启发。

关键词：接触角，测量，应用0. 前言接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。

润湿是自然界和生产过程中常见的现象。

通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。

将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。

前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。

如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。

如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。

如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。

此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。

上述各种类型示于图1。

图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。

因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。

在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。

图2 接触角假定不同的界面间力可以用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即γSG- γSL= γLG·cosθ(1) 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力，θ是在固、气、液三相交界处自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。

2006,15(2) 福建分析测试　Fujian Analysis &Testing 收稿日期:2005-12-2作者简介:臧红霞(1970～),女,讲师,从事精细化研究学品　E -mail:hongxiazang@yahoo 1com 1cn接触角的测量方法与发展臧红霞(邢台学院,河北　054001)摘　要:本文探讨了接触角测量的理论依据、常用方法、接触角滞后的影响因素以及Young 方程的适用范围;对接触角测量方法的发展进行阐述,着重于动态接触角的测量。

关键词:接触角;Young 方程;固液界面中图分类号O657199　文献标识码A 文章编号:1009-8143(2006)02-0047-02The developm en t of m ethods about the m ea surem en t of con t act angleZang Hongx i a(Xingtai University,Hebei,054001,China )Abstract:The devel opment of methods about the measure ment of contact angle is rep resented,and the measurement of dy 2na m ic contact angle is mainly revie wed 1Theoretical p r oof and nor mal methods of contact angle are discussed 1Additi onally,influential fact ors on contact angle and Young equati on are als o investigated 1Key words:contact angle;Young equati on;s olid -liquid interface 在一个水平放置的光滑固体表面上,滴一滴液体。

煤的湿润性接触角测定及其影响因素研究作者：董维强杨南张超彪来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：煤层注水技术在矿井防治冲击地压有着显著效果，煤的湿润性接触角测定工作及测定结果对煤层注水参数优化有着重要指导作用。

基于此，采用煤湿润接触角法对煤湿润性进行测量。

详细说明了该实验过程以及对结果有影响的4大因素，对煤矿安全开采提供了基础数据保障。

关键词：煤层注水技术；煤的湿润性；接触角；煤样制备；影响因素润湿是自然界和生产过程中常见的现象。

通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。

矿物表面所具有沾水的性质叫做矿物的湿润性。

易被水润湿的矿物称亲水性矿物，不易被水润湿的矿物称疏水性矿物[1]。

煤的润湿性是煤的一项很重要的物理化学性质参数[2]，它在选煤技术、煤层预注水防尘、煤矿开采尤其是在巷道冲击地压安全问题中都有着重要作用。

1煤层注水技术在防治冲击地压中的应用在煤层开采过程中随着开采深度的增加、一些煤层所具有冲击倾向性以及开采技术的影响，常常使得煤层中储存了大量弹性能，在采掘等外界动力扰动下，会引起弹性能的瞬间释放造成冲击地压，从而导致阻塞巷道，破坏支架，造成惨重的人员伤亡和巨大经济损失[3]。

近年来，冲击地压灾害日趋频繁和普遍，其已经成为我国煤层开采中必须面对和解决的安全问题之一。

同时采用煤层注水预防冲击地压已经有了较长的研究。

大量的试验证明，在高压注水之后会使煤层的结构、强度、变形等性质发生改变。

1.1煤层注水的破坏机理（1）压裂作用：压力水注入煤层之后，当注入的水量大于煤体的滤失量时，煤层内的水压（自由水）会逐渐升高，当水压大于煤层的垂直和水平应力时，煤层便会开始产生新的裂隙，从而破坏了煤层的原始结构，降低煤层的硬度[3]。

（2）吸附和浸润作用[4]：压力水在注入煤层后，由于煤体中含有大量的粘土矿物，且其粒径非常小，所以它的比表面积很大，故能吸收大量的水分子，而且能以强烈的结合力将水吸入粘土矿物的层间结构中，形成结晶水、层间结合水、自由水、使粘土矿物的强度随吸水量的增加而降低，因而破坏了粘土矿物的胶结作用，降低了煤层的强度。

3.2.4 影响接触角测定的各种因素影响接触角测定的各种因素℃时一些液体的γ和在高聚物面上的θ）聚乙烯对苯二酸酯聚苯乙烯81 6591 80温度对于接触角大小的影响的一般规律是温度升高，θ值减小，即接触角的温度变化率。

（二）温度的影响0d d <T q（三）接触角滞后若液体与固面无相对运动时，所形成的两个接触角是相等的（A），即平衡接触角θe；两个不同的接触角。

固体表面上的能量分布粗糙度ω≥1 ，θ’：粗糙面对应()'cos q g g g w gl ls gs =-cos q'方程为：考虑到每个组分均符合Young 方程，若两种材料接触角分别为θ和θ，则上式可表示为：复合材料的接触角。

()()ls gs ls gs gl f f g g g g q g cos 21+=2211cos cos cos q q q ×+×=f f2纯纤维织物，尽管由一种纤维按经纬线编织存在间隙。

可以把间隙（即空气）211cos cos f f -×=q q 2211cos cos cos q q q ×+×=f f3.2.5 润湿热3.2.6 润湿的毛细管现象3.3 固体的表面改性3.4 接触角的应用3.4.1 泡沫浮选矿石Vg gl r q g 固体周长＞cos：0.01~0.15 mm ，硫矿颗粒大些0.5~1.0 mm Vggl r q g 固体周长＞cos物品ws wo为增大水固体污垢去除的黏附功降低示意图洗涤中的润湿现象3.4.4 表面拒水处理正比于拒水材料的表面张力γ，反比于纤维间距r 。

（A）拒水处理前θ＜90°；（B）拒水处理后θ＞90°。

第三章凝聚相界面2011-10-19。

接触角的测量实验报告一、实验目的接触角是表征液体在固体表面润湿性能的重要参数。

本次实验的目的在于通过测量不同固体表面与液体之间的接触角，深入理解润湿现象的本质，掌握接触角的测量方法和原理，并探究影响接触角的因素。

二、实验原理当液滴在固体表面达到平衡时，在气、液、固三相交界处，气液界面和固液界面之间的夹角称为接触角，通常用θ表示。

接触角的大小与固体和液体之间的相互作用力有关。

根据杨氏方程：γSV γSL ＝γLV cosθ其中，γSV 表示固气界面的表面张力，γSL 表示固液界面的表面张力，γLV 表示液气界面的表面张力。

通过测量接触角θ，可以评估固体表面的润湿性能。

当θ ＜90°时，液体能够润湿固体表面；当θ ＞ 90°时，液体不能润湿固体表面。

三、实验仪器与材料1、仪器接触角测量仪（型号：＿____）、微量注射器、计算机2、材料不同材质的固体表面（如玻璃、聚四氟乙烯、金属等）、去离子水、二碘甲烷四、实验步骤1、样品制备将所选的固体材料切割成平整的片状或块状，并使用适当的方法（如打磨、清洗等）对其表面进行处理，以确保表面的清洁和平整。

2、仪器校准开启接触角测量仪，按照仪器说明书进行校准，确保测量的准确性。

3、液滴放置使用微量注射器在固体表面上缓慢滴加一定量的测试液体（如去离子水或二碘甲烷），形成稳定的液滴。

4、图像采集通过测量仪的光学系统获取液滴在固体表面的图像，并将其传输到计算机中。

5、接触角测量利用测量仪配套的软件，对采集到的图像进行分析处理，确定液滴与固体表面的接触角。

通常采用切线法或量角法等进行测量。

6、重复测量对每种固体材料和液体组合，进行多次测量，取平均值以减小误差。

7、数据记录将测量得到的接触角数据以及实验条件（如液体种类、固体材料、温度等）详细记录下来。

五、实验数据与结果｜固体材料｜液体｜接触角（°）｜平均值（°）｜｜｜｜｜｜｜玻璃｜去离子水｜ 35 ｜ 32 ｜｜玻璃｜二碘甲烷｜ 45 ｜ 43 ｜｜聚四氟乙烯｜去离子水｜ 110 ｜ 112 ｜｜聚四氟乙烯｜二碘甲烷｜ 65 ｜ 68 ｜｜金属｜去离子水｜ 70 ｜ 72 ｜｜金属｜二碘甲烷｜ 85 ｜ 88 ｜六、实验结果分析1、从实验数据可以看出，玻璃表面对去离子水的接触角较小，表明玻璃表面能够被去离子水较好地润湿，这是因为玻璃表面通常含有极性基团，与水分子之间有较强的相互作用。

接触角溶液温度的影响因素-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:接触角是表面物质与另一种液体或气体接触时所形成的角度，它是评估表面性质和润湿行为的重要指标。

溶液温度是影响接触角的重要因素之一，其变化会对接触角产生显著影响。

本文将探讨溶液温度对接触角的影响因素，通过实验结果分析阐述其变化规律，并展望未来研究方向，旨在揭示溶液温度对接触角的重要性和影响机理。

分的内容1.2 文章结构文章结构部分:本文共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，我们将对接触角和溶液温度的相关背景进行概述，介绍文章的结构和研究目的。

接下来的正文部分将深入探讨接触角的定义和重要性，并分析影响接触角的溶液温度因素，同时对相关实验结果进行分析。

最后在结论部分，将总结影响因素，探讨溶液温度对接触角的影响，并展望未来的研究方向。

通过以上结构，我们将全面探讨接触角溶液温度的影响因素，为相关研究提供参考。

1.3 目的:本文旨在探讨溶液温度对接触角的影响因素，并通过实验结果分析，总结溶液温度对接触角的影响规律。

通过本文的研究，我们旨在为相关领域的研究工作提供参考，为该领域的进一步研究提供重要的理论和实验基础。

同时，我们也希望通过深入分析溶液温度对接触角的影响，为工程应用领域提供一定的技术指导，为工程实践提供一定的参考依据。

在未来的研究中，我们希望能够针对溶液温度对接触角的影响进行更加深入的实验研究，探索新的影响因素，并为相关领域的研究工作和工程应用提供更加全面和系统的理论支持。

2.正文2.1 接触角的定义和重要性2.1.1 接触角的定义接触角是指液体与固体表面接触时形成的一个角度，通常用θ表示。

它是指在固体表面接触线上，液体的表面张力作用下，液体分子与固体表面分子之间所形成的夹角。

接触角的大小是衡量固体表面润湿性的重要参数，也是描述液体在固体表面上形成的珠状状态的重要指标。

2.1.2 接触角的重要性接触角的大小对于固体表面的润湿性具有重要影响。

一、实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。

2. 掌握使用JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。

3. 分析实验数据，探讨影响接触角的因素。

二、实验原理1. 润湿过程：润湿是自然界和生产过程中常见的现象，指固-气界面被固-液界面所取代的过程。

液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。

2. 接触角：当液体与固体接触后，体系的自由能降低。

在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。

接触角是描述液体润湿程度的物理量，其值越小，表示液体在固体表面的润湿程度越高。

3. 接触角测量原理：接触角测量仪通过测量液滴在固体表面上的形状，计算出接触角的大小。

常见的测量方法有量高法、量角法等。

三、实验仪器与材料1. 仪器：JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪、滴管、吸球、移液器、固体样品（如玻璃板、塑料板等）、液体样品（如水、油等）。

2. 材料：实验前需准备好固体样品和液体样品，确保样品表面干净、无杂质。

四、实验步骤1. 样品准备：将固体样品清洗干净，干燥后放置在接触角测量仪的样品台上。

2. 液体滴加：使用滴管将液体样品滴加到固体样品表面，注意控制液滴大小，避免过多。

3. 数据采集：启动接触角测量仪，观察液滴在固体表面上的形状，待液滴稳定后，仪器自动测量并计算出接触角。

4. 重复实验：对同一液体和固体样品进行多次实验，取平均值作为最终结果。

5. 数据分析：分析实验数据，探讨影响接触角的因素。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，得到不同液体在固体表面上的接触角数据。

2. 数据分析：（1）液体性质：液体表面张力、粘度、极性等因素会影响接触角的大小。

表面张力越大，接触角越小；粘度越大，接触角越大；极性相似的液体在固体表面的接触角较小。