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接觸角怎麼算

接觸角(Contact Angle)是衡量潤溼程度的一箇重要參數,它是指在氣、液、固三相交點處,氣-液界面的切線與固體表面之間的夾角,通常用θ表示。接觸角的大小可以用來判斷固體表面的潤溼性:

如果θ<90°,則固體表面是親水性的,液體較易潤溼固體。θ越小,表示潤溼性越好。

如果θ>90°,則固體表面是疏水性的,液體不容易潤溼固體,容易在表面上移動。

特殊情況下,θ=0°表示完全潤溼,θ=180°表示完全不潤溼。

接觸角的測量方法有多種,包括但不限於:

楊氏方程(Young Equation):適用於理想情況下的接觸角測量。楊氏方程表達了接觸角與界面張力之間的關係。

半角擬合法/高寬法:適用於液滴尺寸較小的情況,通過幾何形狀分析計算接觸角。

圓擬合法:特別適用於小於30°的接觸角測量,但對於較大尺寸的液滴和不對稱液滴有侷限性。

橢圓擬合法:適用於較寬範圍的接觸角(0-130°),通過液滴輪廓的橢圓曲線擬合來計算接觸角。

傾斜法:通過傾斜固體表面形成液體-固體-氣體三相接觸角,並用靜水壓力平衡公式計算接觸角。

落水法:在固體表面滴一滴液體,記錄液滴落下時與固體表面的接觸角,以此計算出液滴與固體表面的接觸角。

測角儀:使用動態測角儀、靜態測角儀、聯繫角測量儀等設備,可以快速、準確地測量接觸角。

在實際應用中,選擇合適的測量方法取決於具體的實驗條件和需求。例如,對於微小固體結構的測量,落水法可能更爲適用;而對於動態接觸角的測量,則可能需要使用動態測角儀或聯繫角測量儀。