液體在顆粒表面表觀接觸角的測(cè)量方法研究.pdf

1、顆粒型材料被廣泛地應(yīng)用于很多領(lǐng)域。顆粒材料表面潤(rùn)濕性能會(huì)極大地影響界面性能及整體性能。接觸角是表征液體在固體材料表面的潤(rùn)濕性及自由能的重要物理量，因此對(duì)接觸角測(cè)量的研究無論是在材料研究還是應(yīng)用都有重要意義。目前，對(duì)接觸角的測(cè)量多限于具有光滑平面的固體材料，而對(duì)于表面既不光滑也不平整的顆粒型固體，液體在其固體表面表觀接觸角的測(cè)量相對(duì)比較困難。通過研究發(fā)現(xiàn)，顆粒堆積型多孔介質(zhì)中，液體形態(tài)及分布發(fā)生變化時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界含濕率是由液體在顆粒表面的

2、表觀接觸角決定。鑒于此，本文以建立的臨界含濕率與接觸角關(guān)系模型為基礎(chǔ)，通過確定其臨界含濕率，進(jìn)而確定液體在顆粒表面的表觀接觸角。
　　臨界含濕率的確定通過顯微觀測(cè)實(shí)驗(yàn)和電導(dǎo)率測(cè)量實(shí)驗(yàn)這兩種方法實(shí)現(xiàn)。通過顯微觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，分析顆粒堆積而成的多孔介質(zhì)內(nèi)液體形態(tài)及分布隨含濕率的變化，進(jìn)而確定其臨界含濕率。通過研究分析發(fā)現(xiàn)，非導(dǎo)電顆粒堆積多孔介質(zhì)的導(dǎo)電性能與介質(zhì)內(nèi)導(dǎo)電液體的形態(tài)及分布密切相關(guān)，因此對(duì)于顆粒堆積形成的多孔介質(zhì)內(nèi)液體形態(tài)不易觀測(cè)的

3、情況，若顆粒本身不導(dǎo)電而液體導(dǎo)電，則可通過測(cè)量電導(dǎo)率方法確定臨界含濕率。
　　選用具有光滑平面且不導(dǎo)電的平板玻璃和載玻片進(jìn)行接觸角的測(cè)量后，對(duì)其進(jìn)行破碎并獲得不同粒徑范圍的破碎玻璃顆粒，作為堆積顆粒型多孔介質(zhì)試樣。在不同液相介質(zhì)條件下，分別對(duì)不同含濕率下時(shí)不同顆粒試樣的電導(dǎo)率及體積變化率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，在此基礎(chǔ)上確定臨界含濕率。結(jié)合測(cè)量得到的液體在玻璃或載玻片上的接觸角，對(duì)接觸角與臨界含濕率關(guān)系式進(jìn)行了驗(yàn)證。由此，本文獲得了測(cè)定顆粒