2011-11-28
由于，人们对物质的本性认识越来越深刻，因此，对科学家和科技工作者，物质边界层的研究显得更为重要，通常，多相系统的各相之间，存在着界面，一般水的界面是气-液界面，称为表面，桌子的界面是气-固界面，液液的是液-液。度量这个无规则排列的边界的物理量有表/界面张力和表面自由能。而分析界面的zui有效仪器就是“全自动表面/界面张力仪”。
准确的表征材料表面和液体的性能对于开发新的性能更好、质量更佳的产品是至关重要的。对接触角和表面/界面张力进行测量，可以更好地理解固/液、液/液之间的相互作用。这些相互作用对于理解固体表面的粘接性、材料润湿性、生物相容性、润滑性，以及液体的浸润、洗涤性、扩散和吸附十分重要。在采用现代复杂的表面工程技术进行开发和改进液固表面时，接触角和表面/界面张力的测量手段可以提供所需要的信息。
表面/界面张力测试原理
表面张力γ是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力，或者说液体表面相邻两部分间单位长度内相互牵引的力，它是分子力的一种表现，其方向与液面相切。由于表面张力的作用,使得液滴的形状总是趋向于球形。液体的表面张力越大，其液滴的形状越接近于球形、越难于在固体平面上散开来。同时，绝大多数的液体表面张力是随着温度的增加而降低，所以，表面张力的大小，不仅与液体种类、性质和组成有关，而且和温度以及与它相接触的另一相物质的种类、性质和组成等有关。对于洗涤、润湿、乳化和其它表面相关问题，γ可以特别灵敏的进行表征。
K100C型全自动表面/界面张力仪采用的测量方法为威廉（Wilhelmy）片法。该方法的测量原理：测量部分是一个垂直悬挂的铂片，其几何形状已知，铂片表面进行了粗糙化处理以提高其润湿性。装有待测液体的容器缓慢上升，直至铂片的底边与液面接触，由于表面张力的存在，液体对铂片产生一个向下的拉力Fw称为Wilhelmy力。表面张力可表示为：
其中l为润湿长度，即铂片截面周长；θ为接触角。Fw可由仪器测得，l已知，而大多数液体与铂片间的接触角均为0º，cosθ=1。
K100C型全自动表面/界面张力仪具有以下测试功能：
（1）能特殊材料（粉末、纤维）的动态接触角；
（2）计算材料的表面自由能；
（3）用多种经典方法测定液体的表面/界面张力；
（4）全自动测量表面活性剂的临界胶束浓度CMC；
（5）测量液体密度和测量悬浊液的沉降速率。
因此，表面/界面张力仪在新型复合材料、环境污水的处理、生物医用材料、油漆、涂层、织物、日用化产品等领域具有广泛应用。
接触角测定原理：
接触角θ是一个由液、气、固三相交界的边缘形成的角度。液滴的形状是由三相的界面张力控制的。θ是一种液体相对一种固体的润湿性的定量表征，也可以用于表面处理和表面清洁的质量控制手段。接触角是表面科学的重要参数之一，它的测定是在固体表面放上液滴后在1min内进行，测出的接触角相当于前进接触角，然而对于薄膜试样，接触角是随时间而变化的，这是由于液体/薄膜界面在接触过程中发生表面重新定向使表面张力改变的结果。因此需使用表面动态接触角对试样的润湿情况进行表征。一个附着在固体基面上的液滴就会产生静态接触角。静态接触角的值取决于相互作用的影响。另一种方法是确定动态接触角。如果三相（液/固/蒸汽）边界是运动的，则产生的接触角称为前进接触角和后退接触角。通过公式来拟合液滴的形状，并计算在三相边界线上的切线斜率，就可以得到接触角。
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