表面能测试方法

2024-04-25
铄思百检测

表面能测试方法是怎么样的?今天铄思百检测小编给大家整理了相关资料希望能帮到大家。




界面能可分为固气界面能(也称固体外表能,以下皆称为固体外表能)、气液界面能(也称液体外表能,以下皆称为液体外表能)和固液界面能。其中固体外表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;液体外表能的测定则与清洁剂的制造、泡沫别离、润湿、脱色、乳化、催化等技术密切想关:而固液无真能主要在涉及固液接触的题域,如池渎、润漫、渍渍、石油开采等领域应用广泛。


这种物理现象的不同与表面的润湿性有关,润湿性指的是液体润湿并附着固体表面的能力,表现为某种液体在其表面能够伸展的能力,简称表面能。


一、表面能的解释

表面现象与表面性质有关,比如各向异性、润湿性、粘结性、吸附性等。表面自由能则是分子间力的一种直接证明,液体或固体表面的分子受到不平衡分子间力的影响,与内部分子比较,它们具有附加的能量。因此表面能是研究样品表面性能的应用和基础,对表面能检测也是具有重要意义。表面能的测量方法有很多种:温度外推法、溶解热法、价键理论法、表面应力法、接触角力学平衡法等。


二、外表能的测试方法

就测量方式而言,液体外表能可以直接通过仪器设备测得,而固体外表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、固体外表能、液体外表能三者之间存在某种关系,所以求得固体外表能后,固液界面能的计算问题会迎刃而解。目前测量固体外表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、vander 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外表所做的功(即该材料的外表能#的方法)。溶解热法是指固体溶解时一些外表消失,消失外表的外表能以热的形式释放,测量同一物质不同比外表的溶解热,由它们的差值估算出其外表能的方法。薄膜浮选法、颗粒沉降法均用于固体颗粒物质外表能的测量,而不适用于片状固体外表能的测量。熔融外推法是针对熔点较低的固体的测量方法,具体方法是加热熔化后测量液态的外表能与温度的关系,然后外推至熔点以下其固态时的外表能。此法假设固态时物质的外表性质与液态时相同,这显然是不合理的。Vander Waals Lifshitz理论在固体外表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外表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。



固体表面能的测定对于高分子材料、多孔材料、涂料、分子筛等多种材料的理论研究和实践应用都有重要指导意义。另外其他领域也有应用,比如:在金属材料和半导体材料以及它们的氧化物,通常具有高表面自由能;高分子材料,包括塑料、橡胶,例如改性过的低表面自由能的PET离型膜;电子电池行业,例如通过表面能的预测电池极片基材在浆料涂布过程中出现的打卷问题;工业上,如测量玻璃表面的硅烷化处理后的表面能。




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