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前进角和后退角详细分析,接触角的滞后性分析
发布时间:2017-02-21   点击次数:4179次

接触角的滞后现象:

一般认为,接触角越大其表面疏水性也就越高,如下图中的所示的三个表面从左到右疏水性依次减弱。

 

 

三种表面上的液滴状态比较:

因为从静态接触角来看左边大很多。但是如果将基底都倾斜很小的一个角度,就象图中下面所示的那样,可以发现zui右边的液滴顺势滑落,而左边的液滴都不会下滑,从中可以看出静态接触角和动态接触角的本征区别,要制备研究疏水表面或自清洁表面的实际应用,必须考虑到液滴在微小力作用下的一个运动情况,所以动态润湿性,有关接触角滞后现象的研究就显得十分重要。

前进角和后退角:

考虑一个在水平平面上具有稳定接触角的液滴,若表面是理想光滑和均匀的,往这流溢上加少量液体,则流溢周界的前沿向前拓展,但仍保持原来的接触角。从液滴中抽去少量液体,则液滴的周界前沿向后收缩,但仍维持原来的接触角,反之,若表面是粗糙或不均匀的,向液滴虽入一点液体只会使液滴变高,周界不动,从而使接触角变大。此时的接触角称为前进接触角。用θA表示。若加入足够多的液体,液滴的周界会突然向前蠕动。此突然运动刚要发生时角度称为zui大前进角。若从液滴中取出少量液体,液滴在周界不移动的情况下变得更平坦,接触角变小,此时的接触角称为后退接触角。用θR表示,

固体表面上小液滴的形貌:

在倾斜面上,同时可看到液体的前进角和后退角,假若没有接触角滞后,平板只要稍许倾斜一点,液滴就会滚动,接触角的滞后使液滴能稳定在斜面上,这一事实证明,接触角滞后的原因是由于液滴的前沿存在着能垒。

滚动角:

固液-界面扩展后测量的接触角(前进角)与在固液界面回缩后的测量值(后退角)存在差别,前进角往往大于后退角。两者之间的差值叫做滚动角。滚动角的大小也代表了一个固体表面的接触角滞后现象。关于前进角和后退角也可以描述成:前进角是在增加液滴体积时液滴与固体表面接触的三相线将要移动而没有移动那一状态的接触角。可以理解为下滑时液滴前坡面所必须增加到的角度,否则不会发生运动。而后退角是指在缩小液滴体积时液滴与固体表面接触铁三相线将动而未动状态的接触角,可以理解为下滑时液滴后坡面所必须降低到的角度。

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