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怎么测量粉末的接触角?粉体接触角测量方式
发布时间:2017-03-29   点击次数:6219次

 目前粉体工程研究的热点之一是超细粉体的制备和粉体的表面改性,由于粉体的表面性质粉体应用的基础,因此粉体的润湿性表征对粉体的改性和应用研究十分重要,例如粉体的润湿性与分散性之间的关系就是粉体工程的重要课题之一。建立一种可靠的方法直接测定液体在粉体上的接触角,以及通过这种接触角测定来表征改性前后粉体表面能的变化,无疑可以给粉体改性研究提供重要的理论依据

  有很多科研单位与企业都有在研究粉体材料,粉体接触角的测量,以及表面改性在业界引起广泛重视。下面,晟鼎精密作为接触角测量仪的生产厂家,对粉体的接触角测量总结有以下两种方法:

1、渗透法

  该法的基本原理是:固态粉体间的空隙相当于一束毛细管,由于毛细作用,液体能自发渗透进入粉体柱中(毛细上升效应)。毛细作用取决于液体的表面张力和固体的接触角,故通过测定已知表面张力液体在粉末柱中的透过状况,就可以得到有关该液体对粉末的接触角的信息。具体的测定方法是:将固体粉末以固定操作方法装入一个样品测量管中,管的底部有特制的小孔,即能防止粉末漏失,又容许液体自由通过,当管底与液体接触时,液体在毛细力的作用下在管中上升(如图所示)

   

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  在t时间内上升高度A可由Washburn方程描述:h2=(γRcosθ/2η)?t,式中γ为液体的表面张力,R为粉末柱的有效毛细管半径,η为液体的粘度,θ为接触角,t为时间。以h2t作图得一直线。直线的斜率k=γRcosθ/2η,进而可求出θ=arccos(2kη/γR)。为了确定R,一般先用一种对样品接触角为零的液体进行实验,然后再在相同条件下用其他液体实验,测定θ值。

但必须注意的是,尽管应用Washburn方程设计的透过法能很简便地测得粉体的接触角,应用也很广泛,但透过法本身具有难以弥补的不足之处,即粉末柱的等效毛细管半径与粒子大小、形状及填装紧密度密切相关,所得曲线的线性往往都不是很好,结果不是非常可信。要想用此方法得到相对准确的结果,每次实验要求粉末样品及装柱方法、粉末柱的紧实度必须相同,显然做到这一点很难。另一方面,当液体的重力相对于Laplace压力差不能忽略时,将给具体的接触角测定带来很大误差。渗透法适用于亲水的粉体材料。

2、座滴法截图20170227143702.jpg

  又称无柄液滴法、躺滴法、座滴法等。根据液面外形求算表面接触角的一种方法。座滴法操作简单,常被用来测量各种材料在固态上的接触角.也可以将粉体压成片进行测量, 晟鼎精密生产的接触角测量仪,通过改进座滴法测量铝合金在粉煤灰上接触角,自制的压片器可以有效去除铝合金表面的氧化铝膜,改善接触角的测量.接触角的变化过程可以通过摄像头进行连续记录,可以测量不同时间,不同温度下的接触角.采用改进的座滴法测量铝合金在粉煤灰基片上的接触角,结果表明,该装置可以产生规则的椭球形铝合金液滴,铝合金在粉煤灰基片上的接触角zui大限度的接近真实角度。

  使用座滴法的具体操作:我们将粉末材料用两块夹片压平,如下图(广西大学贝壳粉体材料)然后进行常规接触角测量即可(注:如果出现很快被*润湿的情况 请确定粉末是否压紧。如果是属于吸水材料,使用滤泡法可测得该粉体的接触角。

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