目前粉體工程研究的熱點(diǎn)之一是超細(xì)粉體的制備和粉體的表面改性,由于粉體的表面性質(zhì)粉體應(yīng)用的基礎(chǔ),因此粉體的潤濕性表征對(duì)粉體的改性和應(yīng)用研究十分重要,例如粉體的潤濕性與分散性之間的關(guān)系就是粉體工程的重要課題之一。建立一種可靠的方法直接測定液體在粉體上的接觸角,以及通過這種接觸角測定來表征改性前后粉體表面能的變化,無疑可以給粉體改性研究提供重要的理論依據(jù)。

　　有很多科研單位與企業(yè)都有在研究粉體材料，粉體接觸角的測量，以及表面改性在業(yè)界引起廣泛重視。下面，晟鼎精密作為接觸角測量儀的生產(chǎn)廠家，對(duì)粉體的接觸角測量總結(jié)有以下兩種方法：

1、滲透法

　　該法的基本原理是:固態(tài)粉體間的空隙相當(dāng)于一束毛細(xì)管,由于毛細(xì)作用,液體能自發(fā)滲透進(jìn)入粉體柱中(毛細(xì)上升效應(yīng))。毛細(xì)作用取決于液體的表面張力和固體的接觸角,故通過測定已知表面張力液體在粉末柱中的透過狀況,就可以得到有關(guān)該液體對(duì)粉末的接觸角的信息。具體的測定方法是:將固體粉末以固定操作方法裝入一個(gè)樣品測量管中,管的底部有特制的小孔,即能防止粉末漏失,又容許液體自由通過,當(dāng)管底與液體接觸時(shí),液體在毛細(xì)力的作用下在管中上升(如圖所示)

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　　在t時(shí)間內(nèi)上升高度A可由Washburn方程描述:h2=(γRcosθ/2η)?t,式中γ為液體的表面張力,R為粉末柱的有效毛細(xì)管半徑,η為液體的粘度,θ為接觸角,t為時(shí)間。以h2對(duì)t作圖得一直線。直線的斜率k=γRcosθ/2η,進(jìn)而可求出θ=arccos(2kη/γR)。為了確定R值,一般先用一種對(duì)樣品接觸角為零的液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然后再在相同條件下用其他液體實(shí)驗(yàn),測定θ值。

但必須注意的是,盡管應(yīng)用Washburn方程設(shè)計(jì)的透過法能很簡便地測得粉體的接觸角,應(yīng)用也很廣泛,但透過法本身具有難以彌補(bǔ)的不足之處,即粉末柱的等效毛細(xì)管半徑與粒子大小、形狀及填裝緊密度密切相關(guān),所得曲線的線性往往都不是很好,結(jié)果不是非?？尚拧Ｒ胗么朔椒ǖ玫较鄬?duì)準(zhǔn)確的結(jié)果,每次實(shí)驗(yàn)要求粉末樣品及裝柱方法、粉末柱的緊實(shí)度必須相同,顯然做到這一點(diǎn)很難。另一方面,當(dāng)液體的重力相對(duì)于Laplace壓力差不能忽略時(shí),將給具體的接觸角測定帶來很大誤差。滲透法適用于親水的粉體材料。

2、座滴法

　　又稱無柄液滴法、躺滴法、座滴法等。根據(jù)液面外形求算表面接觸角的一種方法。座滴法操作簡單,常被用來測量各種材料在固態(tài)上的接觸角.也可以將粉體壓成片進(jìn)行測量， 晟鼎精密生產(chǎn)的接觸角測量儀，通過改進(jìn)座滴法測量鋁合金在粉煤灰上接觸角,自制的壓片器可以有效去除鋁合金表面的氧化鋁膜,改善接觸角的測量.接觸角的變化過程可以通過攝像頭進(jìn)行連續(xù)記錄,可以測量不同時(shí)間,不同溫度下的接觸角.采用改進(jìn)的座滴法測量鋁合金在粉煤灰基片上的接觸角,結(jié)果表明,該裝置可以產(chǎn)生規(guī)則的橢球形鋁合金液滴,鋁合金在粉煤灰基片上的接觸角最大限度的接近真實(shí)角度。

　　使用座滴法的具體操作：我們將粉末材料用兩塊夾片壓平，如下圖（廣西大學(xué)貝殼粉體材料）然后進(jìn)行常規(guī)接觸角測量即可（注：如果出現(xiàn)很快被完全潤濕的情況 請(qǐng)確定粉末是否壓緊。如果是屬于吸水材料，使用濾泡法可測得該粉體的接觸角。

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