接觸角原理及主要用途

來源：廣州貝拓科學技術有限公司 2025年07月30日 08:06

　　接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。

　　若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進入毛細孔。

　　潤濕過程與體系的界面張力有關。一滴液體落在水平固體表面上，當達到平衡時，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式(Young Equation):

　　γs,g = γs,l + γg,l×cosθ

　　由它可以預測如下幾種潤濕情況：

　　1)當θ=0，潤濕；

　　2)當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；

　　3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線；

　　4)當θ﹥90°，不潤濕；

　　5)當θ=180°，不潤濕。

　　毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。

　　浸潤液體上升，接觸角為銳角；不浸潤液體下降，接觸角為鈍角。

　　上升高度h=2*表面張力系數/(液體密度*重力加速度g*液面半徑R)。

　　上升高度h=2*表面張力系數*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)。

　　潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

　　接觸角主要用途：研究固/液界面特性、固體的表面性質、液體對固體的潤濕性以及液體在固體基底上的擴散或吸附性：

　　● 基底上(如薄膜、金屬、多聚物、木塊等)涂層(如油漆、膠水、硅樹脂等)的吸附

　　● 液體(如墨水或化學試劑)在紙張上的擴散和潤濕性

　　● 物理和化學表面處理(等離子體處理等)

　　● Si片的清洗控制(半導體工業中Si片清洗后的表面化學特性)

　　● 多聚物基底上的礦物材料吸附性

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