JC2000C1接觸角_說(shuō)明書(shū)

1、上海中晨 上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司 200333 上海千陽(yáng)路271弄9號(hào)3樓（金沙江路2041弄） 電話52690402 E-mail:webmaster 網(wǎng)址：POWEREACH®_JC2000C1靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x使用說(shuō)明書(shū)目 錄第一章前 言2第二章原理概述32.1 接觸角定義32.2 潤(rùn) 濕32.3 接觸角的測(cè)定52.4 表面張力的測(cè)定6第三章 儀器組成83.1 技術(shù)指標(biāo)83.2 系統(tǒng)組成83.2.1 硬件組成83.2.2 軟件組成10第四章 系統(tǒng)安裝10第一節(jié) 系統(tǒng)硬件安裝104.1.1 圖像采集卡（視頻卡）安裝104.1.2 接觸角主

2、機(jī)與計(jì)算機(jī)114.1.3 硬件安裝注意事項(xiàng)12第二節(jié) 系統(tǒng)軟件安裝124.2.1 圖像卡驅(qū)動(dòng)軟件安裝124.2.2 儀器操作軟件安裝204.2.3 系統(tǒng)文件列表204.2.4 顯示器設(shè)定21第五章系統(tǒng)使用215.1 啟動(dòng)215.2 采樣操作模塊使用說(shuō)明225.3 菜單說(shuō)明235.4 使用步驟245.4.1 溝通和采樣245.4.2 量角法255.4.3 量高法275.4.4 懸滴法測(cè)表面張力285.4.5 Owens二液法計(jì)算表面能29附錄1：接觸角的其它測(cè)定方法31附錄2：接觸角滯后現(xiàn)象和毛細(xì)管升高法介紹33附錄3：一些體系的接觸角參數(shù)和某些液體的表面張力值36附錄4：表面化學(xué)與膠體中的常用

3、公式與重要概念39附錄5 常見(jiàn)問(wèn)題的處理45第 2 頁(yè) 共 47頁(yè)_第1頁(yè)第一章 前 言 眾所周知，納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn)，在研究納米材料的表面改性時(shí)，往往要涉及潤(rùn)濕接觸角這個(gè)概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固液氣三相交界點(diǎn)處，其氣液界面和固液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所成的角。JC2000C1靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x是在JC98A的基礎(chǔ)上改進(jìn)的接觸角測(cè)量?jī)x，主要用于測(cè)量液體對(duì)固體的接觸角，即液體對(duì)固體的浸潤(rùn)性，也可測(cè)量外相為液體的接觸角。該儀器能測(cè)量各種液體對(duì)各種材料的接觸角, 粉末在壓片后也可測(cè)量。該儀器對(duì)石油、印染、醫(yī)藥、噴涂、選礦等行業(yè)

4、的科研生產(chǎn)有非常重要的作用。第二章原理概述2.1接觸角定義當(dāng)液滴自由地處于不受力場(chǎng)影響的空間時(shí)，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其最終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開(kāi)來(lái)，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在，如圖1所示。圖1 接觸角假定不同的界面間力可用作用在界面方向的界面張力來(lái)表示，則當(dāng)液滴在固體平面上處于平衡位置時(shí)，這些界面張力在水平方向上的分力之和應(yīng)等于零，即（1）式中S/A、L/A、S/L 分別為固-氣、液-氣和固-液界面張力；為液體與固體間的界面和液體表面的切線所夾（包含液

5、體）的角度，稱(chēng)為接觸角（contact angle），在00-1800之間。接觸角是反應(yīng)物質(zhì)與液體潤(rùn)濕性關(guān)系的重要尺度，90o可作為潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕的界限，<90o時(shí)可潤(rùn)濕，>90o時(shí)不潤(rùn)濕。2.2潤(rùn) 濕潤(rùn)濕(wetting)的熱力學(xué)定義是，若固體與液體接觸后體系（固體和液體）的自由能G降低，稱(chēng)為潤(rùn)濕。自由能降低的多少稱(chēng)為潤(rùn)濕度，用WS/L來(lái)表示。潤(rùn)濕可分為三類(lèi)：粘附潤(rùn)濕（adhesional wetting）、鋪展?jié)櫇瘢╯preading wetting）和浸濕（immersional wetting）?？蓮膱D2看出。圖2 三類(lèi)潤(rùn)濕（1） 粘附潤(rùn)濕如果原有的1m2固面和1m2液面消失

6、，形成1m2固-液界面，則此過(guò)程的WAS/L為：WAS/LS/A+L/A-S/L（2）（2） 鋪展?jié)櫇癞?dāng)一液滴在1m2固面上鋪展時(shí)，原有的1m2固面和一液滴（面積可忽略不計(jì)）均消失，形成1m2液面和1m2固液界面，則此過(guò)程的WSS/L為：WSS/LS/A-L/A-S/L（3）（3） 浸濕當(dāng)1m2固面浸入液體中時(shí)，原有的1m2固面消失，形成1m2固液界面，則此過(guò)程的WIS/L為：WIS/LS/A-S/L （4）對(duì)上述三類(lèi)潤(rùn)濕，S/A和S/L無(wú)法測(cè)定，如何求WS/L？分別討論如下：粘附潤(rùn)濕將（1）式代入（2）式，可得：WAS/LL/A（1+cos）（5）因液體表面張力L/A為已知，故只需測(cè)定接觸角

7、即可求出WAS/L。鋪展?jié)櫇駥ⅲ?）式代入（3）式，可得：WSS/LL/A（cos-1）因cos1，故WSS/L0。但WS/L是自由能降低，結(jié)果表示可以有一個(gè)自由能增加或不變的自發(fā)過(guò)程。這顯然違反熱力學(xué)第二定律。錯(cuò)誤在于誤用了（1）式，此式只適用于平衡態(tài)。若液滴自動(dòng)鋪展以完全蓋住固面，這就表示液滴與固面不成平衡態(tài)，所以不能將（1）式代入（3）式中。這里應(yīng)該指出，不能將鋪展?jié)櫇裾J(rèn)為00，而在此情況下根本沒(méi)有接觸角。00的正確理解應(yīng)是有一個(gè)角，恰好等于0o。設(shè)有固體與壓力逐漸增加的蒸氣接觸以吸附此蒸氣，當(dāng)壓力達(dá)到飽和蒸氣壓P0時(shí)，固面上即有一層極薄的液體。由Gibbs吸附原理知，表面自由能降低RT

8、。因此，WSS/LS/A-L/A-S/LRT（6）浸濕將式（6）中的L/A去掉，即得WIS/L：WIS/LS/A -S/LRT （7）由（5）式可知，當(dāng)0o時(shí)，cos1，WAS/L2L/A，自由能降低為最大，則認(rèn)為固體完全被液體潤(rùn)濕；當(dāng)180o時(shí)，cos-1，WAS/L0，自由能降低為0，則固體完全不被液體潤(rùn)濕，即完全不潤(rùn)濕。這種情況是理想的，因?yàn)橐后w與固體之間多少有一些相互吸引力存在。2.3接觸角的測(cè)定對(duì)于理想的平固體表面，當(dāng)液滴在表面達(dá)平衡后。只有一個(gè)符合Young方程的接觸角。但實(shí)際固體表面是非理想的，因而會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，致使接觸角的測(cè)量往往很難重復(fù)。但經(jīng)過(guò)精心制備和處理的表面，有可能得

9、到較重復(fù)的數(shù)據(jù)，特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑、干凈的理想表面，但具體的手續(xù)因樣品而異，這里不作更多的介紹。這里主要介紹一些常用的接觸角測(cè)定方法，它們都是針對(duì)氣液固體系的接觸角而設(shè)計(jì)的。但其中有些方法，只需略加修改，亦適用于液液固體系接觸角的測(cè)定。1. 量角法液滴角度測(cè)量法是測(cè)量接觸角的最常用的方法之一，如圖3（a，b）所示。該方法是將固體表面上的液滴，或?qū)⒔胍后w中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測(cè)量切線與相界面的夾角，直接測(cè)量接觸角的大小。 （a）停滴 （b）停泡圖3 量角法示意圖如果液體蒸氣在固體表面發(fā)生吸附，影響固體的表面自由能，則應(yīng)把樣品放入帶有

10、觀察窗的密封箱中，待體系達(dá)平衡后再進(jìn)行測(cè)定。此法的優(yōu)點(diǎn)是：樣品用量少，儀器簡(jiǎn)單，測(cè)量方便。準(zhǔn)確度一般在土1o左右。2. 量高法如果液滴很小，重力作用引起液滴的變形可以忽略不計(jì)，這時(shí)的躺滴可認(rèn)為是球形的一部分，如圖4所示。接觸角可通過(guò)高度的測(cè)量按下式計(jì)算：（8）式中h是液滴高度，d是滴底的直徑。若液滴體積小于10-4mL，此方法可用。若接觸角小于90o，則液滴稍大亦可應(yīng)用。圖4 量高法示意圖液滴在纖維上的接觸角也可用量角法測(cè)量，把纖維水平拉直置于樣品槽內(nèi)，然后投影到電腦屏幕，直接測(cè)定液滴與纖維表面的夾角。如果液滴很小，接觸角也可用量高法測(cè)量，通過(guò)式（8）來(lái)計(jì)算。實(shí)際固體表面幾乎都是非理想的，或大

11、或小總是會(huì)出現(xiàn)接觸角滯后現(xiàn)象因此，需同時(shí)測(cè)定前進(jìn)角和后退角。對(duì)于躺滴法，可用增減液滴體積的辦法來(lái)測(cè)定。增加液滴體積時(shí)測(cè)出的是前進(jìn)角，如圖5(a)所示；減少液滴體積時(shí)為后退角，如圖5(b)所示。（a）前進(jìn)角 （b）后退角圖5 前進(jìn)角和后退角的測(cè)定方法為了避免增減液滴體積時(shí)可能引起液滴振動(dòng)和變形，在測(cè)定時(shí)可將改變液滴體積的毛細(xì)管尖端插入液滴中，尖端插入液滴不影響接觸角的數(shù)值。決定和影響潤(rùn)濕作用和接觸角的因素很多。如，固體和液體的性質(zhì)及雜質(zhì)、添加物的影響，固體表面的粗糙程度、不均勻性的影響，表面污染等。對(duì)于一定的固體表面，在液體液相中加入表面活性物質(zhì)?？筛纳茲?rùn)濕性質(zhì)，并且隨著液體和固體表面接觸時(shí)間的

12、延長(zhǎng)，接觸角有逐漸變小趨于定值的趨勢(shì)，這是由于表面活性物質(zhì)在各界面上吸附的結(jié)果。2.4表面張力的測(cè)定利用懸滴法研究表（界）面張力的想法在19世紀(jì)末就提出來(lái)了，但第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的研究是1937年Andreas等的工作，他們比較了用過(guò)的五種方法的優(yōu)劣，提出用選面法確定懸滴外形參數(shù)的方法。Andreas令：（9）（10）式中dc是懸滴外形的最大直徑，ds是與懸滴底部頂點(diǎn)的垂直距離等于dc處的直徑，如圖6所示，和b分別是BashforthAdams方程中的形狀因子和大小因子。圖6 懸滴法示意圖 表面張力的計(jì)算公式如下：（11）式中dl和dv分別為液相和氣相密度。因此，用投影法測(cè)出dc和ds以后，設(shè)法

13、取得H值，即可計(jì)算出表面張力。Andreas等發(fā)現(xiàn)與S有對(duì)應(yīng)關(guān)系。他們測(cè)定了各種形狀和尺寸的電導(dǎo)水懸滴的dc和ds，計(jì)算出S值。又根據(jù)電導(dǎo)水的表面張力（25，72.0mN/m）按照式（10）算出值，做出S數(shù)據(jù)表。這是第一個(gè)懸滴選面法參數(shù)表，是經(jīng)驗(yàn)性的結(jié)果，準(zhǔn)確度受他們所用電導(dǎo)水表面張力準(zhǔn)確性的限制。后來(lái)，Bartell和Nicederhouser及Fordham各自獨(dú)立地應(yīng)用BashforthAdams方程數(shù)值解推算出理論的值和S值，給出S值從0.670到1.002間隔為0.001的S表。兩份表在整個(gè)范圍內(nèi)，知道小數(shù)第四位都完全相同，說(shuō)明結(jié)果的準(zhǔn)確性。爾后，Stauffer又自理論計(jì)算出S值從

14、0.3到0.66的S表，擴(kuò)大了懸滴法的應(yīng)用范圍。附錄3表5給出Fordham和Stauffer的S表。懸滴法具有完全平衡及便于研究液面老化等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理比停滴法方便，此法關(guān)鍵在于保持懸滴穩(wěn)定不變和防止振動(dòng)，Ambwani等根據(jù)大量測(cè)定結(jié)果認(rèn)為此法所得表面張力的相對(duì)誤差在0.15之內(nèi)。第三章 儀器組成3.1技術(shù)指標(biāo)1. 測(cè)量方式：量角法，量高法，懸滴法；2. 測(cè)量范圍：0180o；3. 溫度范圍：室溫90；4. 測(cè)溫精度：0.01；5. 圖像放大率：266pixel/mm；6. 固體試樣尺寸： 28×11mm；7. 主機(jī)外形尺寸： 400×250×250mm8.

15、總功率：220V 200W(包括計(jì)算機(jī))；3.2系統(tǒng)組成3.2.1硬件組成CCD攝像頭，如圖9所示圖9 CCD攝像頭與接觸角相配的圖像采集卡（視頻卡）一塊，如圖10所示。圖10 圖像采集卡CCD電源線一根，如圖11所示圖11 CCD電源線主機(jī)電源線一根，如圖12所示圖12 主機(jī)電源線視頻連接線一根，如圖13所示。圖13 視頻連接線串口連接線一根，如圖14所示。圖14 串口連接線與接觸角測(cè)量?jī)x相配的計(jì)算機(jī)一臺(tái)如自帶計(jì)算機(jī)，建議配置如下或更高級(jí)：IBM兼容奔騰300以上的計(jì)算機(jī)；64M以上內(nèi)存；有PCI擴(kuò)展槽；至少500M硬盤(pán)空間；TNT2、GEFORCE系列等顯示卡。有一個(gè)正常工作的COM1通訊

16、口3.2.2軟件組成運(yùn)行環(huán)境Win98、Win2000/XP配套軟件產(chǎn)品隨機(jī)配送的光盤(pán)中，一般包括以下內(nèi)容：DH-CG400圖像卡驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序；儀器使用軟件；儀器介紹、操作指南。第四章 系統(tǒng)安裝第一節(jié) 系統(tǒng)硬件安裝4.1.1 圖像采集卡（視頻卡）安裝（1） 關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源，打開(kāi)機(jī)箱，找到PCI插槽，如圖17所示，圖中白色插槽為PCI插槽。圖17 PCI插槽示意圖（2） 將圖像卡插入計(jì)算機(jī)空閑的PCI總線插槽中（白色擴(kuò)展插槽），將圖像卡上的固定擋片與機(jī)箱用螺釘固定，即完成安裝。如圖18所示；圖18 圖像卡安裝圖像卡安裝完成以后，其端口如圖19所示。圖19 圖像卡端口示意圖4.1.2 接觸角

17、主機(jī)與計(jì)算機(jī)將隨機(jī)配送的視頻連接線連接CG400圖像采集卡（視頻卡）的端口與接觸角儀主機(jī)視頻口（注：某些圖像采集卡有2個(gè)插孔，選遠(yuǎn)離主板的那個(gè)插孔,即紅色插孔），將隨機(jī)配送的串口連接線連接計(jì)算機(jī)COM1口與接觸角儀的串口線接口（計(jì)算機(jī)COM1端口如圖20所示），完成連接以后，接觸角主機(jī)與計(jì)算機(jī)的連接情況如圖21所示。圖20 COM1端口示意圖4.1.3硬件安裝注意事項(xiàng)1、硬件安裝必須在關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源后進(jìn)行；2、圖像卡的方向不能搞錯(cuò)，固定鐵片與機(jī)箱相連；3、圖像卡一定要插牢固，并與機(jī)箱用螺釘固定。第二節(jié)系統(tǒng)軟件安裝本公司售出的接觸角測(cè)量?jī)x，如附帶計(jì)算機(jī)，已經(jīng)安裝了系統(tǒng)程序，并附有軟件安裝盤(pán)，如客

18、戶自配計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)重新安裝請(qǐng)按以下步驟進(jìn)行：4.2.1圖像卡驅(qū)動(dòng)軟件安裝隨機(jī)配送的光盤(pán)中DH-CG400為圖像卡驅(qū)動(dòng)軟件所在的目錄，圖像卡必須安裝驅(qū)動(dòng)軟件才可以工作。（1）圖像卡驅(qū)動(dòng)程序安裝圖像卡安裝完成后，第一次開(kāi)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示發(fā)現(xiàn)新硬件，要求安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，如圖22所示。圖22 找到新硬件這時(shí)可根據(jù)提示，點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕打開(kāi)光盤(pán)的“DHCG400Win9X(win2000)”目錄，如圖23所示，圖23 安裝驅(qū)動(dòng)程序示意圖然后按確定鍵便可完成安裝工作，這時(shí)系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)機(jī)器，點(diǎn)擊“是”按鈕，如圖24所示。圖24 系統(tǒng)提示圖系統(tǒng)重新啟動(dòng)以后，圖像卡的驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)完成安裝。如果沒(méi)有正確安裝

19、，則在控制面板的設(shè)備管理器中，聲音、視頻和游戲控制器下會(huì)有黃色的驚嘆號(hào)出現(xiàn)，如圖25所示。圖25 安裝失敗示意圖可以按照下面的步驟重新安裝。點(diǎn)擊“屬性”按鈕，如圖26所示。圖26 屬性對(duì)話框然后點(diǎn)擊“更新驅(qū)動(dòng)程序”按鈕，選擇指定驅(qū)動(dòng)程序的位置單選框，如圖27所示。圖27 安裝過(guò)程圖然后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，出現(xiàn)如圖28所示的對(duì)話框。圖28 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕，選擇驅(qū)動(dòng)程序所在的目錄，然后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖29所示。圖29 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“下一步”按鈕，出現(xiàn)復(fù)制文件對(duì)話框，如圖30所示。圖30 復(fù)制文件對(duì)話框復(fù)制完成以后，出現(xiàn)如圖31所示的對(duì)話框。圖31 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“完成”按鈕，

20、即可完成驅(qū)動(dòng)程序的安裝，此時(shí)系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)，如圖32所示。圖32 重新啟動(dòng)對(duì)話框選擇“是”按鈕，系統(tǒng)將會(huì)重新啟動(dòng)，系統(tǒng)啟動(dòng)好以后，圖像卡的驅(qū)動(dòng)程序的安裝已經(jīng)完成，此時(shí)控制面板的設(shè)備管理器中，聲音、視頻和游戲控制器下的黃色的驚嘆號(hào)已經(jīng)消失，如圖33所示。圖33 安裝成功示意圖（2）圖像采集軟件安裝運(yùn)行光盤(pán)的“DHCG400Demo”目錄下的Setup.exe文件，便可完成圖像卡圖像采集軟件安裝工作。安裝過(guò)程如下：雙擊setup.exe文件，出現(xiàn)如圖34所示的對(duì)話框。圖34 準(zhǔn)備安裝進(jìn)程圖準(zhǔn)備安裝進(jìn)程完成以后，點(diǎn)擊“Next”按鈕，如圖35所示。圖35 安裝過(guò)程圖選擇“Yes”按鈕，如圖36所示

21、。圖36 安裝過(guò)程圖可以選擇“Brouse”按鈕改變安裝路徑，也可以選擇默認(rèn)的路徑安裝，點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖37所示。圖37 安裝過(guò)程圖選取默認(rèn)的“Typical”安裝，點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖38所示。圖38 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“Next”按鈕，如圖39所示。圖39 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“Next”按鈕，如圖40所示。圖40 安裝過(guò)程圖點(diǎn)擊“Finish”按鈕，完成圖像采集軟件的安裝。如圖41所示。圖41 安裝過(guò)程圖（3）為采集圖像分配內(nèi)存軟件安裝完成后，打開(kāi)控制面板，其中有大恒圖像圖標(biāo)，如圖42所示，圖42 大恒圖標(biāo)用鼠標(biāo)雙擊該圖標(biāo)，會(huì)彈出連續(xù)內(nèi)存分配對(duì)話框，如圖43所示，在請(qǐng)輸入內(nèi)存塊大小編輯

22、框中輸4000圖43 連續(xù)內(nèi)存分配對(duì)話框按確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會(huì)重新啟動(dòng)，按確定建，系統(tǒng)為圖像采集分配內(nèi)存，如圖44所示。圖44 確認(rèn)對(duì)話框重新啟動(dòng)以后，系統(tǒng)已成功為圖像采集分配了內(nèi)存，如圖45所示。圖45 內(nèi)存成功分配對(duì)話框4.2.2儀器操作軟件安裝將光盤(pán)中的“for CG400”目錄下的JC2000C1文件夾全部拷貝到C盤(pán)中JC2000C1目錄下，執(zhí)行文件為jc2000c1.exe。4.2.3系統(tǒng)文件列表接觸角測(cè)量?jī)x文件列表本系統(tǒng)必須在C：jc2000c1子目錄下有以下文件:jc2000c1.execg400d32.dlldvcserv.sysmemalloc.dllcg400.sys4.2.4顯

23、示器設(shè)定在桌面上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵>屬性>選擇設(shè)置，在顏色欄，選擇“增強(qiáng)色16位”，在屏幕區(qū)域欄，選擇“800600”像素，如圖46所示。圖46 顯示器設(shè)定圖第五章系統(tǒng)使用5.1啟動(dòng)進(jìn)入jc2000c1子目錄，運(yùn)行子目錄中的jc2000c1.exe 即可啟動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序。接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面如圖47所示：圖47 接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面圖5.2采樣操作模塊使用說(shuō)明l 屏幕左側(cè)的大正方形區(qū)域?yàn)閳D像顯示區(qū)，當(dāng)攝像機(jī)打開(kāi)時(shí)，顯示區(qū)顯示當(dāng)前攝像機(jī)攝入的圖像內(nèi)容。l 屏幕右側(cè)為采樣操作模塊的功能菜單，現(xiàn)將菜單各項(xiàng)功能詳述如下：活動(dòng)圖像：激活視頻顯示區(qū)凍結(jié)圖像：凍結(jié)視頻顯示區(qū)圖像溫度

24、：顯示當(dāng)前裝樣平臺(tái)溫度 單位: 攝氏度 精度: 0.1存儲(chǔ)狀況：顯示連續(xù)存儲(chǔ)時(shí)的即時(shí)狀況，BMP圖像文件名從菜單Option中的第二欄Setting中的第一項(xiàng)設(shè)定（如圖50所示），根據(jù)以上設(shè)定的字符串分別自動(dòng)添加后綴01.bmp，02.bmp，等等左移：讓屏幕畫(huà)面往左移動(dòng)右移：讓屏幕畫(huà)面往右移動(dòng)快存和播放：從菜單Option中Setting項(xiàng)中后三項(xiàng)設(shè)定，在初次快存之前，先需到win98控制面板>大恒圖像>根據(jù)內(nèi)存實(shí)際內(nèi)存大小來(lái)設(shè)定頁(yè)面數(shù)量（建議40008000，可存幾十幀圖像）>重啟電腦。（如圖45所示）快存的總幀數(shù)可根據(jù)頁(yè)面數(shù)量設(shè)定；快存間隔幀數(shù)可根據(jù)客戶要求設(shè)置，一般視

25、頻有25幀/秒；播放延遲無(wú)單位，代表了播放每幀圖像時(shí)的間隔，是根據(jù)計(jì)算機(jī)的主頻而設(shè)的延遲。（如圖50所示）快存時(shí)由于圖像直接存在內(nèi)存中，所以屏幕上沒(méi)有圖像。5.3菜單說(shuō)明File菜單，如圖48所示。圖48 File菜單選項(xiàng)上述3個(gè)選項(xiàng)依次是：“打開(kāi)”、“保存為”、“退出”，實(shí)驗(yàn)中如果只采一幀圖，在凍結(jié)圖像后，可按“Save As ”菜單存儲(chǔ)圖像。Option菜單，如圖49所示圖49 Option菜單選項(xiàng)菜單中“Setting”選項(xiàng)用來(lái)設(shè)置參數(shù)，“Serilly Save”選項(xiàng)為自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存命令，因顯示卡兼容性不同，在Option中選RGB15bit或RGB16bit，可以顯示正常圖像，Norm

26、al為正常圖像大小，這是缺省值，Zoom In是把圖像縮小，使較大的液滴能在屏幕上全部顯現(xiàn)出來(lái)，再選擇Normal就恢復(fù)原來(lái)大小。當(dāng)選擇“Setting”選項(xiàng)時(shí)會(huì)彈出對(duì)話框，如圖50所示。圖50 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框1、2、3項(xiàng)參數(shù)是用來(lái)設(shè)定Serilly Save（自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存）的；4、5、6參數(shù)是用來(lái)設(shè)定“快存和播放”的，快存的總幀數(shù)可根據(jù)頁(yè)面數(shù)量設(shè)定，快存間隔幀數(shù)可根據(jù)客戶要求設(shè)置，一般視頻有25幀/秒，播放延遲無(wú)單位，代表了播放每幀圖像時(shí)的時(shí)間間隔，是根據(jù)計(jì)算機(jī)的主頻而設(shè)的延遲。快存時(shí)由于圖像直接存在內(nèi)存中，所以屏幕上沒(méi)有圖像。最后一項(xiàng)是設(shè)定蠕動(dòng)泵打出液體的大小，由于同樣的步數(shù)不同的蠕動(dòng)泵打

27、出的液滴大小不同，所以要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自行調(diào)節(jié)。5.4使用步驟5.4.1采樣加入樣品。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖51所示。圖51 實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖通過(guò)幾個(gè)選鈕讓液體滴到待測(cè)平面上后用下面幾種測(cè)試方法測(cè)試數(shù)據(jù)如果要連續(xù)采樣，使用“Setting”中的前三項(xiàng)來(lái)設(shè)定BMP文件名、總幀數(shù)和間隔時(shí)間，在Option中選Serilly Save即可。如果只采一幀圖，按凍結(jié)圖像，在File菜單中中選“Save As ”選項(xiàng)存儲(chǔ)圖像，會(huì)有提示請(qǐng)你選擇儲(chǔ)存的文件名和所在的文件夾。5.4.2量角法按量角法按鈕，進(jìn)入量角法主界面，如圖53所示，按開(kāi)始鍵，打開(kāi)文件夾，選中需要計(jì)算的圖形文件。圖53 量角法主界面圖量取角度：顯示測(cè)量尺Q：

28、測(cè)量尺向上A: 測(cè)量尺向下X: 測(cè)量尺向右Z: 測(cè)量尺向左<: 測(cè)量尺左旋>: 測(cè)量尺右旋量角器：顯示測(cè)量尺角度量取角度顯示測(cè)量尺，顯示測(cè)量尺角度為45度，然后使測(cè)量尺與液滴邊緣相切，如圖54所示。圖54 量角法測(cè)量然后下移測(cè)量尺到液滴頂端，如圖55所示圖55 量角法測(cè)量再將旋轉(zhuǎn)測(cè)量尺，使其與液滴左端相交，即得到接觸角的數(shù)值，如圖56所示。圖56 量角法測(cè)量另外，也可以使測(cè)量尺與液滴右端相交，求出接觸角，最后求兩者的平均值。注：當(dāng)測(cè)量尺與液滴右端相交時(shí)，用180o減去所見(jiàn)的數(shù)值方為正確的接觸角數(shù)據(jù)。5.4.3量高法按量高法按鈕，進(jìn)入量高法主界面，如圖57所示。圖57 量高法主界面圖

29、按開(kāi)始按鈕，打開(kāi)文件夾，選取圖象文件，界面如圖58所示。圖58 量高法測(cè)量然后用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊液滴的頂端和液滴的左、右兩端，如圖59所示，如果點(diǎn)擊錯(cuò)誤，可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，取消選定。圖59 量高法測(cè)量量角器角度為，接觸角為2×（90-）5.4.4懸滴法測(cè)表面張力另外本儀器還提供了用懸滴法測(cè)量表面張力的功能，基本操作如下：在程序主界面單擊懸滴法按鈕，進(jìn)入懸滴法程序主界面，如圖60所示。圖60 懸滴法測(cè)量表面張力主界面按開(kāi)始按鈕，打開(kāi)圖像文件，如圖61所示：圖61 懸滴法測(cè)量表面張力然后在液泡左右兩側(cè)和底部用鼠標(biāo)左鍵各取一點(diǎn)，隨后在液泡頂部會(huì)出現(xiàn)一條橫線與液泡兩側(cè)相交，然后再用鼠標(biāo)左鍵在兩個(gè)

30、相交點(diǎn)處各取一點(diǎn)，即可測(cè)出表面張力值，如圖62所示。圖62 懸滴法測(cè)量表面張力5.4.5Owens二液法計(jì)算表面能本儀器還提供了Owens二液法計(jì)算表面能的功能，具體計(jì)算方法如下：s=sD+sPL=LD+LP式中：s為固體表面能，可以分解為色散力sD項(xiàng)和極性力sP項(xiàng)；L為液體表面能，也可以分解為色散力LD項(xiàng)和極性力LP項(xiàng)。那么：L(1cos)=2(sDLD)1/2+2(sPLP)1/2（12）在公式（12）中，如果已知液體的表面能L和其分項(xiàng)LD、LP，并測(cè)出液體在固體表面上的接觸角，則公式中還有兩個(gè)未知數(shù)sD和sP。為了求得這兩個(gè)未知數(shù)，就需要兩個(gè)方程，因此必須采用兩種測(cè)試液體，獲得如下的方程

31、組：L1(1cos1)=2(sDL1D)1/2+2(sPL1P)1/2L2(1cos2) =2(sDL2D)1/2+2(sPL2P)1/2由該方程組可以求出sD和sP，進(jìn)而可以求出固體的表面能：s=sDsP目前常用的測(cè)試液體的表面能如表1所示表1 常用測(cè)試液體的表面能液體LPLDLLP/LD極性水5121.872.82.36極性甘油26.43763.40.71Formamide18.739.558.20.47二碘甲烷2.348.550.80.05非極性溴萘044.644.60正十六烷027.627.60用Owens法計(jì)算表面能時(shí)，所選的兩種測(cè)試液必須滿足如下的條件：（1） 兩種液體的LP/LD

32、值不能接近，而且兩者的差距越大越好；（2） 兩種液體必須有不同的極性，即必須從極性液體中和非極性液體中各選一種液體。（3） 測(cè)試液不能使固體的表面發(fā)生溶解、膨脹和變形等。在計(jì)算表面能時(shí)，需要將液體A和液體B的色散力、極性力和分別測(cè)得的接觸角填入如圖63所示的界面中。圖63 表面能計(jì)算對(duì)話框然后按“OK”鍵即可以計(jì)算出固體的表面能，如圖64所示。圖64 表面能計(jì)算結(jié)果對(duì)話框附錄1：接觸角的其它測(cè)定方法這里我們介紹三種測(cè)定接觸角的其它方法：(a) 斜板法測(cè)定接觸角的方法很多，但采用Adam和Jessop所提出的經(jīng)典斜板法可以得到較精確的結(jié)果，如圖65所示，將待測(cè)固體制成寬為幾厘米的平板，傾斜地插入

33、待測(cè)液體中，通過(guò)可調(diào)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)平板位置，直到液面完全水平地達(dá)到固體的表面為止，此時(shí)平板表面與水平液面之間的夾角就是接觸角。如果降低試件位置增加平板插入深度，由此所測(cè)得的接觸角稱(chēng)為“前進(jìn)角”；倘若提高試件位置而使平板上升，此時(shí)測(cè)得的接觸角稱(chēng)為“后退角”。因此，液-固的接觸角平衡值不是瞬間可以達(dá)到的，務(wù)必在調(diào)節(jié)平板位置過(guò)程中經(jīng)歷一定的時(shí)間才能獲得。圖65 斜板法測(cè)量接觸角示意圖(b) 插板法Neumann將Wilhelmy吊片法改成一種能較滿意地測(cè)定接觸角的方法(即為插板法)，它也可用于測(cè)定液體的表面張力，如圖66所示。圖66 插板法測(cè)量接觸角示意圖將固體試樣制成平板，并使其中的一部分插入待測(cè)液體內(nèi)

34、，若它們之間達(dá)到了平衡，其接觸角會(huì)有定值。假設(shè)平板被液體部分濕潤(rùn)，其液面上升的高度為h，根據(jù)拉普拉斯公式：由于在這種情況下的R2，所以，且毛細(xì)常數(shù) ，則可以改寫(xiě)為：令Py，則，將此式代入前式而替換y和y時(shí)，可得：，定積分，即：則，或在適當(dāng)照明條件下，彎月面的端點(diǎn)可能非常清晰，h值可用顯微測(cè)高儀測(cè)量。但界面有時(shí)并非很清楚，因此，要準(zhǔn)確的測(cè)量h值較困難。粉末狀固體表面上液體的接觸角的測(cè)定十分重要，具有重要的實(shí)用價(jià)值(例如，礦石浮選)，但是在實(shí)驗(yàn)上難以測(cè)定。Bartell提出如下測(cè)定方法，將粉末狀固體裝入一支管子中，并拍打嚴(yán)實(shí)。這樣的多孔塞中的孔可視作一束毛細(xì)管，其平均半徑為r。測(cè)定阻止液體進(jìn)入此多

35、孔性實(shí)體所需的壓力P。根據(jù)Laplace公式，得：毛細(xì)管中新液面的曲率半徑，。當(dāng)90o時(shí)，由于液體不濕潤(rùn)毛細(xì)管壁，則加壓(即P)能將液體壓入多孔塞；90o時(shí)， 也可以施加一能使?jié)櫼后w流出多孔塞的壓力Pc，關(guān)鍵在于測(cè)得P。另外用一種能完全浸潤(rùn)多孔塞的液體，或用一種與多孔塞中毛細(xì)管的接觸角為已知的液體做同樣實(shí)驗(yàn)，從而得到：，于是：由此即可求得某液體對(duì)粉體的接觸角。由于影響接觸角的因素很多，所以不同工作者所得數(shù)值往往被此相差較大。附錄2：接觸角滯后現(xiàn)象和毛細(xì)管升高法介紹1. 接觸角滯后現(xiàn)象 有關(guān)液滴在聚合物表面上達(dá)到平衡形狀的動(dòng)力學(xué)濕潤(rùn)動(dòng)力學(xué)研究，均發(fā)現(xiàn)了接觸角的滯后現(xiàn)象。有些學(xué)者觀察到液滴邊在粗糙

36、或非均質(zhì)的固體表面上鋪展時(shí)，其前進(jìn)較后退的接觸角大，有時(shí)此差異相當(dāng)大。例如，水在礦物質(zhì)表面上的前進(jìn)角較后退角大50o；汞在鋼表面上的前進(jìn)角和后退角之差為154o。由此可知，若需接觸角盡可能小時(shí)，可讓它們形成后退角。 滯后現(xiàn)象的產(chǎn)生大致有三種原因：是污染所致。無(wú)論是固體還是液體的表面，污染之后都很容易產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。例如，表面沾有油污的固體與水接觸時(shí)，浸入水里的那一部分固體表面上的油，其大部分將飄浮到水面上，致使固體與水的接觸位置降低。因此，所測(cè)的接觸角比該固體剛插入水里測(cè)定的前進(jìn)角有較低的或較高的值。污染的結(jié)果將使后退角小于前進(jìn)角。污染的程度會(huì)使所測(cè)定的前進(jìn)角值在一定范圍內(nèi)變化。例如，人們皮膚上

37、的天然油脂末清除前，與水的接觸角是75o，然而經(jīng)過(guò)一定的處理后，與水的接觸角增至90o；假如在聚乙烯表面上滴了二碘甲烷，由于其中所含十氫化萘的量不同，它們的接觸角也會(huì)不同(見(jiàn)圖67)。Fowkes和Harkins以石墨和滑石進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格凈化后，純液體在互不相溶的平滑純固體表面上可以消除滯后現(xiàn)象。圖67 十氫化萘在二碘甲烷中的含量對(duì)聚乙烯表面前進(jìn)角的影響固體表面的粗糙度所致。從水在聚四氟乙烯甲醇調(diào)聚物臘表面的接觸角測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，該體系的前進(jìn)角和后退角之差隨著固體表面粗糙度的增大而變大。但是增大至一定程度后，由于液體在表面凹處截留了空氣，使后退角突然反轉(zhuǎn)而增大，致使前進(jìn)角和后退角之差異反而

38、減小，如圖68所示。圖68 水在聚四氟乙烯甲醇調(diào)聚物蠟表面上的接觸角與表面粗糙度的關(guān)系o 前進(jìn)角；后退角；| 代表數(shù)據(jù)的可能范圍液體在大分子尺寸上的表面移動(dòng)受阻。例如，二碘甲烷在瓊脂水凝膠表面上的前進(jìn)角和后退角分別為66o和30o。顯然，無(wú)法從表面粗糙度和不均勻性來(lái)解釋它們的滯后現(xiàn)象?？赡苁怯捎诃傊慕g合分子鏈被水包覆著，盡管它未形成粗糙的表面，但卻產(chǎn)生基底的滯阻。由于固體的表面存在著自由力場(chǎng)，通常它能吸住固液界面表層的液體分子；運(yùn)動(dòng)的液體分子進(jìn)入界面層與固體表面碰撞即可產(chǎn)生能量交換耳失去若干動(dòng)力。因此，對(duì)液體的運(yùn)動(dòng)有阻礙。鑒于接觸角的滯后現(xiàn)象，給接觸角真實(shí)平衡值的測(cè)定帶來(lái)了困難，因此，通常以

39、測(cè)定前進(jìn)角來(lái)表示這類(lèi)體系的接觸角。然而這些角度僅是液滴在固體表面上處于亞穩(wěn)態(tài)平衡值時(shí)的測(cè)定值。2. 毛細(xì)管升高法（capillary-rise method）毛細(xì)管升高法測(cè)定液體表面張力就是基于YoungLaplace公式。在測(cè)定過(guò)程中將一支毛細(xì)管插入待測(cè)液體中，測(cè)量液體在毛細(xì)管中上升的高度，以計(jì)算液體的表面張力。我們觀察到水空氣(或水蒸氣)界面在玻璃毛細(xì)管中呈凹面而不是平面。界面的形狀決定于液體與玻璃之間的粘附力與液體內(nèi)的內(nèi)聚力的相對(duì)大小。令為液體與玻璃之間的界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度，稱(chēng)為接觸角(contact angle)(如圖69所示)。當(dāng)粘附力大于內(nèi)聚力時(shí)，在0o90

40、o之間，界面呈凹面；當(dāng)粘附力小于內(nèi)聚力時(shí)，在90o180o之間，界面里凸面。圖69 玻璃管中的液體讓我們討論液體在圓管中升高的現(xiàn)象。液體所獲得的位能相當(dāng)于把質(zhì)量為r2h的液體提高，因此液體在圓管中的位能為：（13）式中r是圓管的半徑，h是液體在圓管中的高度，是液體的密度，g是重力加速度。假設(shè)液體與固體管壁處于接觸平衡時(shí)的接觸角為0，則由（1）式可得：S/AL/A+S/L，當(dāng)液體沿著管壁升高時(shí)，每覆蓋1m2管壁，就放出（S/A-S/L）能量。因此，每潤(rùn)濕1m2固體表面就放出L/A能量，液體升高h(yuǎn)所放出的能量為：（14）由于代入式（14）可得： （15）比較（13）式和（15）式可知，U22U1。

41、因此，潤(rùn)濕過(guò)程所放出的能量用于推動(dòng)液體在管中升高。毛細(xì)升高原理可用于織物和粉末的潤(rùn)濕現(xiàn)象。織物纖維和粉末粒子間的空隙可近似地視作一束毛細(xì)管，液體滲過(guò)這些管道以潤(rùn)濕織物和粉末。迫使液體滲入毛細(xì)管所需的壓力P為： （16）所以，當(dāng)<90o時(shí)，液體才能自動(dòng)滲入管內(nèi)。將（1）式代入（16）式得： （17）由于S/A基本上是恒定的，所以S/L越小越有利于液體滲入管內(nèi)。如果0o， （18） 在這種情況下，L/A愈大愈好。因此，為了獲得最好的液體滲透性，需要盡可能低的S/L和盡可能高的L/A。 除了接觸角和界面張力以外，決定推動(dòng)液體流動(dòng)所需之力的另一重要因素是固體表面的幾何形狀，以及固、液、氣(或另一

42、不溶性液相)三相界面的形狀。此外，鋪展滯后現(xiàn)象也不容忽視。附錄3：一些體系的接觸角參數(shù)和某些液體的表面張力值從文獻(xiàn)記載的接觸角數(shù)值中選擇一些列于表2。其中包括難熔或極性固體及低表面能聚合物表面與某些液體的接觸角。由于各種不同因素的影響，不同文獻(xiàn)所報(bào)道的接觸角測(cè)定值也有些不大一樣，所以表上所列的接觸角數(shù)據(jù)有一定的變化范圍，在此僅供參考。同時(shí)又在表2列出了某些液1-固-液2界面的接觸角。表2 一些體系的接觸角（前進(jìn)角）（20-25）液體（，x10-3J/m2）固體（度）（度/K）液體（，x10-3J/m2）固體（度）（度/K）汞（484）水（72）聚四氟乙烯玻璃正三十六烷石蠟聚四氟乙烯四氟乙烯-六

43、氟丙稀共聚物聚丙烯聚乙烯人皮膚萘（單晶）Sb2S3（輝銻礦）石墨炭a硬脂酸b金鉑碘化銀玻璃SiO2TiO2SnO2鋼15012811210810878-10375-9088848672-8280664017小，取000040-90-0.05-0.02-0.11-0.01-0.13CH2I2（50，8）甲酰胺（58）CS2（約35）苯（28）正丙醇（23）正癸烷（23）正辛烷（21.6）聚四氟乙烯石蠟滑石聚乙烯四氟乙烯-六氟丙稀共聚物聚乙烯冰（約-10）聚四氟乙烯正三十六烷石蠟聚四氟乙烯石蠟聚四氟乙烯聚四氟乙烯8560-615340（單晶）469275354642043

44、2232-4026-30-0.06-0.010.35-0.12-0.11-0.12注：a 不同方法制取的炭可有不同的接觸角數(shù)據(jù)b 沉積在銅上的LangmuirBlodgett膜表3 一些液1-固-液2界面的接觸角固體液1液2Sb2S3（輝銻礦）Al2O3聚四氟乙烯聚乙烯汞（未清楚天然油類(lèi)）玻璃水水水苯甲醇水石蠟油水汞苯苯正癸烷水正癸烷水苯鎵13022約18030約18030約100約0表4 某些液體的（20）液體(mNm-1)液體蒸氣水液體水辛烷十二烷己烷苯四氯化碳辛醇丁醇苯胺乙醚乙酸乙酯汞72.7521.6925.4427.4628.8826.7727.5324.642.917.023.94

45、8451.6852.9053.7735.045.08.51.65.910.73426附錄4：表面化學(xué)與膠體中的常用公式與重要概念重要概念和規(guī)律1. 比表面能與表面張力物質(zhì)的表面是指約幾個(gè)分子厚度的一層。由于表面兩側(cè)分子作用力不同，所以在表面上存在一個(gè)不對(duì)稱(chēng)力場(chǎng)，即處在表面上的分子都受到一個(gè)指向體相內(nèi)部的合力，從而使表面分子具有比內(nèi)部分子更多的能量。單位表面上的分子比同樣數(shù)量的內(nèi)部分子多出的能量稱(chēng)為比表面能(也稱(chēng)比表面Gibbs函數(shù))。表面張力是在表面上的相鄰兩部分之間單位長(zhǎng)度上的相互牽引力，它總是作用在表面上，并且促使表面積縮小。表面張力與比表面能都是表面上不對(duì)稱(chēng)力場(chǎng)的宏觀表現(xiàn)，即二者是相通的

46、，它們都是表面不對(duì)稱(chēng)力場(chǎng)的度量。它們是兩個(gè)物理意義不同，單位不同，但數(shù)值相同，量綱相同的物理量。2. 具有巨大界面積的系統(tǒng)是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)物質(zhì)表面所多余出的能量A稱(chēng)表面能(亦叫表面Gibbs函數(shù))，它是系統(tǒng)Gibbs函數(shù)的一部分，表面積A越大，系統(tǒng)的G值越高。所以在熱力學(xué)上這種系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在一定溫度和壓力下為了使G值減少，系統(tǒng)總是自發(fā)地通過(guò)以下兩種(或其中的一種)方式降低表面能A：在一定條件下使表面積最小。例如液滴呈球形，液面呈平面；降低表面張力。例如溶液自發(fā)地將其中能使表面張力降低的物質(zhì)相對(duì)濃集到表面上(即溶液的表面吸附)，而固體表面則從其外部把氣體或溶質(zhì)的分子吸附

47、到表面上，從而改變表面結(jié)構(gòu)，致使表面張力降低。3. 潤(rùn)濕與鋪展的區(qū)別潤(rùn)濕和鋪展是兩種與固液界面有關(guān)的界面過(guò)程。兩者雖有聯(lián)系，但意義不同。潤(rùn)濕是液體表面與固體表面相互接觸的過(guò)程，因此所發(fā)生的變化是由固液界面取代了原來(lái)的液體表面和固體表面。潤(rùn)濕程度通常用接觸角表示，它反映液、固兩個(gè)表面的親密程度。當(dāng)值最小(0o)時(shí)，潤(rùn)濕程度最大，稱(chēng)完全潤(rùn)濕。鋪展是指將液體滴灑在固體表面上時(shí)，液摘自動(dòng)在表面上展開(kāi)并形成一層液膜的過(guò)程，因此所發(fā)生的變化是由固-液界面和液體表面取代原來(lái)的固體表面。鋪展的判據(jù)是上述過(guò)程的G：若G0，則能發(fā)生鋪展；若G0，則不能鋪展。顯然，如果能發(fā)生鋪展，則必然能夠潤(rùn)濕；但能夠潤(rùn)濕(90o

48、)，則不一定發(fā)生鋪展。只有完全潤(rùn)濕時(shí)才能鋪展。因此潤(rùn)濕與鋪展是兩個(gè)不同的概念。4. 溶液的表面吸附量在一定條件下為了使表面張力最小，溶液能自動(dòng)地將其中引起表面張力減小的物質(zhì)相對(duì)濃集到表面上，因此表面相的濃度與溶液本體不同，這種現(xiàn)象稱(chēng)表面吸附。達(dá)吸附平衡時(shí)，單位表面上溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同量溶劑在溶液本體中所溶解的物質(zhì)的物質(zhì)的量的差值，稱(chēng)為表面吸附量，用符號(hào)表示。也常叫做表面超量，單位molm-2。反映溶液表面吸附的性質(zhì)和強(qiáng)弱：0，表示正吸附表面活性物質(zhì)屬于這種情況，且值越大表示正吸附程度越大；o，表示負(fù)吸附，且值越負(fù)表示負(fù)吸附程度越大。值可由Gibbs吸附方程求出。當(dāng)濃度很大時(shí)，表面吸附量不再隨濃

49、度而變化此時(shí)稱(chēng)最大吸附量或飽和吸附量。5. 表面活性劑表面活性劑是一類(lèi)能夠顯著降低水表面張力的物質(zhì)，其特點(diǎn)是加入量很小而降低表面張力的收效很大。所以它們?cè)谌芤罕砻婢哂泻軓?qiáng)的正吸附。表面活性劑分子具有不對(duì)稱(chēng)性結(jié)構(gòu)，其一端是有極性的親水基，另一端是無(wú)極性的憎水基，所以它們?cè)诒砻嫔铣识ㄏ蚺帕?，其憎水基朝外，親水基朝向液體內(nèi)部。在溶液內(nèi)部，表面活性劑分子締合成膠束。表面活性劑在水溶液中開(kāi)始形成膠束時(shí)的濃度稱(chēng)臨界膠束濃度CMC。有關(guān)膠束的實(shí)驗(yàn)及理論研究是目前一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。表面活性劑在生產(chǎn)、生活及科研活動(dòng)中具有廣泛的應(yīng)用。6. 固體的表面吸附為了降低表面張力，固體表面能自發(fā)地從外界吸附氣體或溶液中的

50、溶質(zhì)。達(dá)吸附平衡時(shí)，單位質(zhì)量的固體所吸附的吸附質(zhì)的物質(zhì)的量稱(chēng)吸附量。若吸附質(zhì)是氣體，人們也常用單位質(zhì)量的固體所吸附約氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積表示吸附量。對(duì)于氣-固吸附，吸附量與溫度和壓力有關(guān)，表示為f(T，p)。在等溫下，f(p)，表示此關(guān)系的曲線稱(chēng)吸附等溫線，在科研中用得最多。實(shí)際上任何吸附理論最終要解決的問(wèn)題就是預(yù)測(cè)和繪制吸附等溫線。吸附系數(shù)b相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，它是吸附程度的標(biāo)志。吸附熱Hm是吸附1mol吸附質(zhì)時(shí)所放出的熱量，Hm是吸附強(qiáng)度大小的標(biāo)志。7. 膠體的基本特征肢體是一類(lèi)特殊的系統(tǒng)，它具有高分散性、多相性和熱力學(xué)不穩(wěn)定性。8. 電位 在膠體的諸性質(zhì)(光學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力性質(zhì)、表面性質(zhì)和電性質(zhì))中，電性質(zhì)最為重要，它在膠體的穩(wěn)定與破壞過(guò)程中起著舉足輕重的作用。膠粒具有帶電結(jié)構(gòu)，它的中心是由許多固體分子組成的膠核，膠核表面被吸附離子包圍，吸附離子外邊是跟隨其一起運(yùn)動(dòng)的緊密層。膠核、吸附離子和緊密層一起構(gòu)成膠粒，膠粒是溶膠中的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單位。膠粒的帶電情況是用電位來(lái)描述的，電位是指滑移界面(緊密層的外沿)與溶液內(nèi)部的電位差。值的大小是膠粒帶電程度的標(biāo)志，的符號(hào)是膠粒帶電性質(zhì)的標(biāo)志。