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表面張力與表面能介紹
來源:迪新材料科普南喬 瀏覽 18 次 發(fā)布時間:2021-03-24
液體受到拉向內部力的作用,使其表面肌收縮和凝聚,這種力叫表面張力。表面能是指將液體內部分子拉到表面上所需作的功。
當液滴落在固體表面上時,由于液體具有各自的表面張力,它同時受到固體與空氣的界面張力(γs)、液體與空氣的界面張力(γl)和液體與固體的界面張力(γsl)的作用。當
時,液滴在表面上達到平衡,且具有一固定的形態(tài)。
不同的液體在同種固體表面上,得到不同的接觸角。接觸角小的液體表面張力小。接觸角的大小衡量著固體表面與液體之間的潤濕性。圖1.9(a)中的接觸角小,表示固液間的潤濕性好。而圖1.9(b)中的接觸角大,表示固液間的潤濕性差。
固體也有表面能和表面張力。固體的表面能是指將固體拉開而形成新表面時需作的功。如果固體表面十分潔凈(未被污染,也無吸附膜等),則表面處于高能狀態(tài)。如其它固體表面與這種表面接觸,將顯示出高的粘著能力,摩擦明顯增大。表面能高的固體與液體接觸時,具有較小的接觸角,能很好地與液體潤濕,使液體潤滑劑能很好地與之親和,得到低摩擦。
同種液體在不同的固體表面上,也得到不同的接觸角。接觸角小的表示固體的表面能高。是親水性表面。接觸角大的,說明固體的表面能低,是疏水性表面。不易與液體親和也不易與其它固體表面粘著。
對于結晶固體來說,表面能是沿晶面解理而形成新表面所需的解理能。由于晶體各面的原子數(shù)不同,原子數(shù)高的表面易于解理,即這些表面的表面能低,易于發(fā)生滑移。