無機(jī)材料化學(xué) 表面界面

第五章

固體的表面與界面行為2023/1/1621g粉料常規(guī)15m2um90m2nm180m21g粉料具有如此大的空間，其界面占據(jù)總體積50％以上，奇特的表面效應(yīng)2023/1/163球形顆粒S表正比于d2V正比于d3比表面積（S表／V）反比于d；d↓，比表面積↑↑，表面原子所占百分?jǐn)?shù)↑↑顆粒尺寸小于0.1微米時(shí)，表面效應(yīng)將不容忽略2023/1/164超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中顆粒甚至?xí)杆傺趸紵帽砻婊钚?，超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點(diǎn)材料

表面界面效應(yīng)十分重要2023/1/165固體（相）表面：固相和自身蒸汽（或真空）的接觸分界面固體（相）界面：一個(gè)固相與另一相的接觸面固氣、固液、固固界面晶界（面）：晶相與另一晶相接觸界面2023/1/166理想晶體在于其完全周期性、對稱性，除零維點(diǎn)缺陷、一維位錯外，最重要的缺陷即：面缺陷兩類面缺陷：表面、界面2023/1/167有限大小的晶體，表面是平移對稱性的中止晶體與外界相互作用也通過表面實(shí)現(xiàn)表面理論和技術(shù)——至關(guān)重要2023/1/168另一類面缺陷出現(xiàn)于晶體內(nèi)部，界面：有的是和理想點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的偏離有的涉及化學(xué)組分或相的差異有的則對應(yīng)電磁結(jié)構(gòu)的有序越變對晶體材料各種性質(zhì)產(chǎn)生重要影響晶界晶界相界2023/1/169表面與界面起突出作用的新型材料，如薄膜、多層膜、超晶格、超細(xì)微粒與納米材料等發(fā)展如日中天新物理現(xiàn)象、新效應(yīng)巨大應(yīng)用潛力5.1固體的表面特性及表面結(jié)構(gòu)5.1.1固體的表面特征5.1.2固體的表面結(jié)構(gòu)5.1.3固體的表面能(1)

絕大多數(shù)晶體是各向異性，因而同一晶體可以有許多性能不同的表面。(2)同一種物質(zhì)制備和加工條件不同也會有不同的表面性質(zhì)。(3)晶格缺陷、空位或位錯而造成表面不均勻。(4)在空氣中暴露，表面被外來物質(zhì)所污染，吸附外來原子可占據(jù)不同的表面位置，形成有序或無序排列，也引起表面不均勻。(5)

固體表面無論怎么光滑，從原子尺寸衡量，實(shí)際上也是凹凸不平的。1.固體表面的不均勻性，表現(xiàn)在：

5.1.1固體表面的特征

2023/1/16122.固體表面力場晶體內(nèi)部——質(zhì)點(diǎn)排列周期性，有序性故：每個(gè)質(zhì)點(diǎn)力場對稱固體表面——質(zhì)點(diǎn)排列周期性中斷，表面邊界上質(zhì)點(diǎn)力場對稱性破壞，表現(xiàn)出剩余的鍵力——固體表面力（化學(xué)力、分子間力）固體表面化學(xué)/物理吸附或氣體凝聚的原因（1）化學(xué)力：本質(zhì)上是靜電力。當(dāng)固體吸附劑利用表面質(zhì)點(diǎn)的不飽和價(jià)鍵將吸附物吸附到表面之后，吸附劑可能把它的電子完全給予吸附物，使吸附物變成負(fù)離子（如吸附于大多數(shù)金屬表面上的氧氣）；或，吸附物把其電子完全給予吸附劑，而變成吸附在固體表面上的正離子（如吸附在鎢上的鈉蒸氣）。多數(shù)情況下吸附是介于上述二者之間，即在固體吸附劑和吸附物之間共有電子，并且經(jīng)常是不對稱的。對于離子晶體，表面主要取決于晶格能和極化作用。

（2）分子引力，也稱范德華(vanderWalls)力，一般是指固體表面與被吸附質(zhì)點(diǎn)（例如氣體分子）之間相互作用力。

是固體表面產(chǎn)生物理吸附或氣體凝聚的原因。與液體內(nèi)壓、表面張力、蒸汽壓、蒸發(fā)熱等性質(zhì)有關(guān)。來源三方面：定向作用力FK(靜電力),發(fā)生于極性分子之間。

誘導(dǎo)作用力FD

，發(fā)生于極性與非極性分子之間。

分散作用力FL(色散力)

，發(fā)生于非極性分子之間。表達(dá)式：F范＝FK＋FD＋FL

1/r7

說明：分子間引力的作用范圍極小，一般為3～5A0。當(dāng)兩個(gè)分子過分靠近而引起電子層間斥力約等于B/r3,

故范得華力只表現(xiàn)出引力作用。5.1.2固體的表面結(jié)構(gòu)

1、晶體表面結(jié)構(gòu)2、粉體表面結(jié)構(gòu)3、玻璃表面結(jié)構(gòu)4、固體表面的幾何結(jié)構(gòu)1、晶體表面結(jié)構(gòu)表面力的存在使固體表面處于較高能量狀態(tài)。但系統(tǒng)總會通過各種途徑來降低這部分過剩的能量，這就導(dǎo)致表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排并引起原來晶格的畸變。對于不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其表面力的大小和影響不同，因而表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)也會不同。威爾（Weyl）等人基于結(jié)晶化學(xué)原理，研究了晶體表面結(jié)構(gòu)，認(rèn)為晶體質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，鍵強(qiáng)是影響表面結(jié)構(gòu)的重要因素，提出了晶體的表面雙電層模型，如圖5.1.1、5.1.2所示。。表面能減少NaCl晶體圖5.1.1離子晶體表面的電子云變形和離子重排注：正負(fù)離子示意相反表面離子受內(nèi)部離子作用電子云變形離子重排圖5.1.2NaCl表面層中Na+向里；

Cl-向外移動并形成雙電層

晶體內(nèi)部晶體表面0.281nm0.266nm0.020nm說明：1、NaCl形成雙電層厚度為0.02nm,可以預(yù)期，對于其它由半徑大的負(fù)離子與半徑小的正離子組成的化合物，特別是金屬氧化物如Al2O3、SiO2、ZrO2等表面上也會形成雙電層。

2、當(dāng)表面形成雙電層后，它將向內(nèi)層發(fā)生作用，并引起內(nèi)層離子的極化和重排，這種作用隨著向晶體的縱深推移而逐步衰減。表面效應(yīng)所能達(dá)到的深度，與陰、陽離子的半徑差有關(guān)，差愈大深度愈深。粒子(粉體)以便于成型和高溫?zé)Y(jié)。+3、離子極化性能愈大，雙電層愈厚，從而表面能愈低。如：PbI2表面能最?。?30爾格／厘米2），PbF2次之（900爾格／厘米2），CaF2最大（2500爾格／厘米2）。這正因?yàn)镻b2+與I-都具有大的極化性能所致。當(dāng)用極化性能較小的Ca2+和F-依次置換PbI2中的Pb2+和I-離子時(shí)，相應(yīng)的表面能和硬度迅速增加。可以預(yù)料相應(yīng)的表面雙電層厚度將減小。

應(yīng)用：硅酸鹽材料生產(chǎn)中，通常把原料破碎研磨成微細(xì)粒子(粉體)以便于成型和高溫?zé)Y(jié)。

2、粉體表面結(jié)構(gòu)粉體在制備過程中，由于反復(fù)地破碎，不斷形成新的表面。表面層離子的極化變形和重排使表面晶格畸變，有序性降低。因此，隨著粒子的微細(xì)化，比表面增大，表面結(jié)構(gòu)的有序程度受到愈來愈強(qiáng)烈的擾亂并不斷向顆粒深部擴(kuò)展，最后使份體表面結(jié)構(gòu)趨于無定形化。基于X射線、熱分析和其它物理化學(xué)方法對粉體表面結(jié)構(gòu)所作的研究測定，提出兩種不同的模型。一種認(rèn)為粉體表面層是無定形結(jié)構(gòu)；另一種認(rèn)為粉體表面層是粒度極小的微晶結(jié)構(gòu)。粉體表面層是無定形結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：石英的相變吸熱峰面積隨SiO2粒度的變化。

粉體表面層是微晶結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：對粉體進(jìn)行更精確的X射線和電子衍射研究發(fā)現(xiàn)，其X射線譜線不僅強(qiáng)度減弱而且寬度明顯變寬。因此認(rèn)為粉體表面并非無定形態(tài)，而是覆蓋了一層尺寸極小的微晶體，即表面是呈微晶化狀態(tài)。由于微晶體的晶格是嚴(yán)重畸變的，晶格常數(shù)不同于正常值而且十分分散，這才使其X射線譜線明顯變寬。對鱗石英粉體表面的易溶層進(jìn)行的X射線測定表明，它并不是無定形質(zhì)。

3、玻璃表面結(jié)構(gòu)

表面張力的存在，使玻璃表面組成與內(nèi)部顯著不同在熔體轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａw的過程中，為了保持最小表面能，各成分將按其對表面自由能的貢獻(xiàn)能力自發(fā)地轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。在玻璃成型和退火過程中，堿、氟等易揮發(fā)組分自表面揮發(fā)損失。因此，即使是新鮮的玻璃表面，其化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)也會不同于內(nèi)部。這種差異可以從表面折射率、化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)晶傾向以及強(qiáng)度等性質(zhì)的觀測結(jié)果得到證實(shí)。4、固體表面的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)觀測表明，固體實(shí)際表面是不規(guī)則而粗糙的，存在著無數(shù)臺階、裂縫和凹凸不平的峰谷。這些不同的幾何狀態(tài)同樣會對表面性質(zhì)產(chǎn)生影響，其中最重要的是表面粗糙度和微裂紋。

表面粗糙度：(1)使表面力場變得不均勻，其活性及其它表面性質(zhì)也隨之發(fā)生變化。

(2)直接影響固體表面積，內(nèi)、外表面積比值以及相關(guān)的屬性。

(3)與兩種材料間的封接和結(jié)合界面間的嚙合和結(jié)合強(qiáng)度有關(guān)。表面微裂紋是由于晶體缺陷或外力作用而產(chǎn)生。微裂紋同樣會強(qiáng)烈地影響表面性質(zhì)，對于脆性材料的強(qiáng)度這種影響尤為重要。脆性材料的理論強(qiáng)度約為實(shí)際強(qiáng)度的幾百倍，正是因?yàn)榇嬖谟诠腆w表面的微裂紋起著應(yīng)力倍增器的作用，使位于裂縫尖端的實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所施加的應(yīng)力。葛里菲斯（Griffith）建立了著名的玻璃斷裂理論，并導(dǎo)出了材料實(shí)際斷裂強(qiáng)度與微裂紋長度的關(guān)系

式中，R為斷裂強(qiáng)度，C為微裂紋長度，E為彈性模量，α是表面自由能。5.2.1彎曲表面效應(yīng)1、彎曲表面附加壓力的產(chǎn)生

彎曲表面上，由于各處表面張力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)切線方向，不在同一平面上，對整個(gè)曲面而言，其法線方向的合力不為零，使彎曲表面產(chǎn)生一個(gè)附加壓力

彎曲表面:由于表面張力的存在而產(chǎn)生一個(gè)附加壓力ΔΡ。5.2界面行為2023/1/1629

如果平表面的壓力為P0，彎曲表面產(chǎn)生的壓力差為P，則彎曲表面承受的總壓力為P＝P0＋P，附加壓力方向總是指向彎曲表面的曲率中心

P0P=P0P0P=P0+PP0P=P0-PPP2023/1/1630對球形表面，P

＝2/r為表面張力，r為表面曲率半徑對平表面：r＝∞，P＝0，P＝P0；對凸表面：r﹥0，P﹥0，P＝

P＋P0﹥P0；對凹表面：r﹤0，P﹤0，P＝

P＋P0﹤P0。附加壓力ΔΡ總是指向曲面的曲率中心，當(dāng)曲面為凸面時(shí)為正值，凹面時(shí)為負(fù)值。與曲率半徑成反比，而與表面張力成正比。2023/1/16313、非球面的附加壓力計(jì)算

對非球面表面，以其第一曲率半徑和第二曲率半徑來表示：其中R1、R2分別為曲面的主曲率半徑。此方程稱為Laplace方程2023/1/16322.彎曲表面上的飽和蒸汽壓

―――Kelvin方程

溫度T時(shí)，一凝聚相與其蒸汽平衡：凝聚相C(T，P)＝飽和蒸汽S(T，P’)

此時(shí)GC＝GS，T為體系溫度，P為凝聚相所受壓力，P’為飽和蒸汽壓，GC和GS分別為凝聚相和蒸汽的自由能2023/1/1633

凝聚相表面為彎曲表面時(shí)，所受壓力發(fā)生變化，相應(yīng)蒸汽壓也變化，并重新平衡。過程中凝聚相和蒸汽的自由能變化應(yīng)相等

2023/1/1634而dG＝－SdT＋VdP;當(dāng)dT＝0時(shí)

dG＝VdP即

2023/1/1635對凝聚相而言對蒸汽而言，將其視作理想氣體

2023/1/1636Let：1、VC不隨壓力變化，即VC＝const2、凝聚相為平面是所受壓力為P0，蒸汽壓為P0’；凝聚相為半徑r的曲面時(shí)所受壓力為P1，蒸汽壓為P1’

2023/1/1637則即而故

――――Kelvin方程

2023/1/1638曲面為球面時(shí)：曲面為非球面時(shí)：

其中：

為彎曲表面蒸汽壓；平表面蒸汽壓；表面張力；M凝聚相分子量；凝聚相密度；r表面曲率半徑；R氣體普適常數(shù)；T絕對溫度

2023/1/1639由此可見：凸表面r0，凹表面r0，平表面r＝

2023/1/1640由開爾文公式可見，凸面蒸汽壓＞平面蒸汽壓＞凹面蒸汽壓球形液滴表面蒸汽壓隨半徑減小而增大這種蒸汽壓在高溫下足以引起微細(xì)粉體表面上出現(xiàn)由于凸面蒸發(fā)而向四面凝聚的氣相傳質(zhì)燒結(jié)過程2023/1/1641開爾文公式可同樣用于固體的溶解度當(dāng)粒徑小于0.1um時(shí)，隨晶粒粒徑減小，固體蒸汽壓明顯增大、溶解度增大C、C0分別為半徑r的小晶體與大晶體的溶解度含義：微小晶粒溶解度大于普通顆粒溶解度開爾文公式可同樣用于固體的熔點(diǎn)

小晶粒缺陷多（表面/內(nèi)部），能量高，破壞晶格所必須的能量降低晶粒越細(xì)，熔點(diǎn)下降越大，熔點(diǎn)越低2023/1/16425.2.2

潤濕與粘附一

潤濕的類型潤濕是一種流體從固體表面置換另一種流體的過程。最常見的潤濕現(xiàn)象是一種液體從固體表面置換空氣，如水在玻璃表面置換空氣而展開。定義：固液接觸后，體系吉布斯自由焓降低時(shí)就稱為潤濕1930年Osterhof和Bartell把潤濕現(xiàn)象分成沾濕、浸濕和鋪展三種類型：附著潤濕鋪展?jié)櫇窠n潤濕按潤濕程度附著潤濕的吉布斯自由焓變化為：

ΔG1＝γSL－(γLG＋γSG)

附著功：W＝γLG＋γSG－γSL

W愈大表示固液界面結(jié)合愈牢，即附著潤濕愈強(qiáng)。附著潤濕圖5.2.1液－氣界面(L-g)

固－氣界面(S-g)

固－液界面(S-L)固體液體潤濕張力：F＝γLGcosθ

＝γSG－γSL由此可看出：

在潤濕系統(tǒng)中(γSG>γSL),γLV

減小會使θ縮小，而在不潤濕系統(tǒng)中γLG

減小會使θ增大。

cosθ＝γSG－γSLγLGθθ(A)(B)

(C)潤濕與液滴的形狀(A)潤濕，θ<90o(B)不潤濕，θ>90o(C)完全潤濕，θ＝0o

，液體鋪開鋪展?jié)櫇?/p>

圖5.2.2SGLθγSGγLGγSL圖5.2.4液滴在固體表面的接觸角SGL圖5.2.2液體在固體表面的鋪展

浸漬潤濕圖5.2.3

浸漬潤濕指固體浸入液體中的過程。例：生坯的浸釉。浸漬潤濕自由能的變化：－ΔG＝γLGcosθ＝γSG－γSL

討論：若γSG>γSL,則θ<90o,浸漬潤濕過程將自發(fā)進(jìn)行，此時(shí)ΔG<0若γSG<γSL,則θ>90o,要將固體浸入液體之中必須做功，此時(shí)ΔG>0固液體固SGL圖5.2.3浸濕過程總結(jié)：

1、三種潤濕的共同點(diǎn)是液體將氣體從固體表面排擠開，使原有的固－氣或液－氣界面消失，而代之以固－液界面。

2、改善潤濕的方法：由cosθ＝（γSG－γSL)/γLG可知

(1)降低γSL(2)去除固體表面吸附膜，提高γSG(3)改變粗造度。當(dāng)真實(shí)接觸角θ<90o

，粗造度愈大表觀接觸角愈小，愈易潤濕。當(dāng)θ>90o,粗造度愈大愈不利潤濕。注意:上述條件均是指在無外力作用下液體自動潤濕固體表面的條件。有了這些熱力學(xué)條件，即可從理論上判斷一個(gè)潤濕過程是否能夠自發(fā)進(jìn)行。但實(shí)際上卻遠(yuǎn)非那么容易，上面所討論的判斷條件，均需固體的表面自由能和固一液界面自由能，而這些參數(shù)目前尚無合適的測定方法，因而定量地運(yùn)用上面的判斷條件是有困難的。盡管如此，這些判斷條件仍為我們解決潤濕問題提供了正確的思路。

課堂總結(jié)

1、表面力的存在及對晶體結(jié)構(gòu)的影響(表面雙電層)

2、界面行為彎曲表面效應(yīng)

ΔΡ＝γ(1/r1+1/r2)ΔG1＝γSL－(γLG＋γSG)W＝γLG＋γSG－γSL附著潤濕鋪展?jié)櫇窠n潤濕潤濕與粘附

潤濕張力：F＝γLVcosθ＝γSG－γSL

－ΔG＝γLGcosθ＝γSG－γSL

5.2.3接觸角和Young方程將液滴（L）放在一理想平面（S）上（如圖5.2.4），如果有一相是氣體，則接觸角是氣一液界面通過液體而與固一液界面所交的角。1805年，Young指出，接觸角的問題可當(dāng)作平面固體上液滴受三個(gè)界由張力的作用來處理。當(dāng)三個(gè)作用力達(dá)到平衡時(shí)，應(yīng)有下面關(guān)系

或(5.2.1)這就是著名的Young方程。式中γSV和γLV是與液體的飽和蒸氣成平衡時(shí)的固體和液體的表面張力（或表面自由能）。SGLθγSGγLGγSL圖5.2.4液滴在固體表面的接觸角接觸角是實(shí)驗(yàn)上可測定的一個(gè)量。有了接觸角的數(shù)值，代入潤濕過程的判斷條件式，即可得：粘濕：（5.2.2）

浸濕：（5.2.3）

鋪展：(5.2.4)

其中，θ=0或不存在，S≥0。

根據(jù)上面三式，通過液體在固體表面上的接觸角即可判斷一種液體對一種固體的潤濕性能。從上面的討論可以看出，對同一對液體和固體，在不同的潤濕過程中，其潤濕條件是不同的。對于浸濕過程，θ=90°完全可作為潤濕和不潤濕的界限；θ<90°，可潤濕；θ>90°，則不潤濕。但對于鋪展，則這個(gè)界限不適用。在解決實(shí)際的潤濕問題時(shí)，應(yīng)首先分清它是哪一類型，然后才可對其進(jìn)行正確的判斷。如圖5.2.5所示的潤濕過程，從整個(gè)過程看，它是一浸濕過程。但實(shí)際上它卻經(jīng)歷了三個(gè)過程：（a）到（b）為沾濕，（b）到（c）為浸濕，（c）到（d）為鋪展。SGLS沾濕浸濕鋪展圖5.2.5固體進(jìn)入液體過程

5.2.4非理想固體表面上的接觸角一般固體表面，由于：（l）固體表面本身或由于表面污染（特別是高能表面），固體表面在化學(xué)組成上往往是不均一的；（2）因原子或離子排列的緊密程度不同，不同晶面具有不同的表面自由能；即使同一晶面，因表面的扭變或缺陷，其表面自由能亦可能不同；（3）表面粗糙不平等原因，一般實(shí)際表面均不是理想表面，給接觸角的測定帶來極大的困難。

本節(jié)主要討論表面粗糙度和表面化學(xué)組成不均勻?qū)佑|角的影響。1、表面粗糙度的影響將一液滴置于一粗糙表面，有(5.2.5)或(5.2.6)此即Wenzel方程，是Wenzel于1936年提出來的。式中r被稱為粗糙因子，也就是真實(shí)面積與表觀面積之比。如果將式（5.2.6）與（5.2.1）比較，可得對于粗糙表面，r總是大于1。

(5.2.7)圖5-2-6表面粗糙度的影響ABSLVCDδs.cosθδsθSLVCDδs.cosθnn.δsθnBA(a)(b)因此：（1）θ＜90°時(shí)，θ’＜θ，即在潤濕的前提下，表面粗糙化后θ’變小，更易為液體所潤濕。（2）θ＞90°時(shí)，θ’＞θ，即在不潤濕的前提下，表面粗糙化后θ’變大，更不易為液體所潤濕。大多數(shù)有機(jī)液體在拋光的金屬表面上的接觸角小于90°，因而在粗糙金屬表面上的表觀接觸角更小。純水在光滑石蠟表面上接觸角在105°~110°之間，但在粗糙的石蠟表面上，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)θ’可高達(dá)140°。注意：Wenzel方程只適用于熱力學(xué)穩(wěn)定平衡狀態(tài)。2、組合表面假設(shè)由兩種不同化學(xué)組成的表面組合而成的理想光滑平面，是以極小塊的形式均勻分布在表面上的，又設(shè)當(dāng)液滴在表面展開時(shí)兩種表面所占的分?jǐn)?shù)不變。在平衡條件下，液滴在固體表面擴(kuò)展一無限小量dASL，固一氣和固一液兩界面自由能的變化為x1，x2分別為兩種表面所占面積的分?jǐn)?shù)。用dASL除上式即得(5.2.8)根據(jù)Young方程，式（5.2.8）可轉(zhuǎn)化為

(5.2.9)此即Cassie方程。θc為液體在組合表面上的接觸角，θ1和θ2為液體在純1和純2表面上的接觸角。如果組合小塊面積變大，而且分布不均勻，則出現(xiàn)接觸角滯后現(xiàn)象。3、吸附膜上述各式中的γSV是固體露置于蒸氣中的表面張力，因而表面帶有吸附膜，它與除氣后的固體在真空中的表面張力γSO不同，通常要低得多。就是說。吸附膜將會降低固體表面能，其數(shù)值等于吸附膜的表面壓π，即

代入Young方程得：

該式表明，吸附膜的存在使接觸角增大，起著阻礙液體鋪展的作用。5.2.5粘附及其化學(xué)條件

固體表面的剩余力場不僅可與氣體分子及溶液中的質(zhì)點(diǎn)相互作用發(fā)生吸附，還可與其緊密接觸的固體或液體的質(zhì)點(diǎn)相互吸引而發(fā)生粘附。粘附現(xiàn)象的本質(zhì)是兩種物質(zhì)之間表面力作用的結(jié)果。粘附通常是發(fā)生在固液界面上的行為并決定于如下條件：

(1)潤濕性(2)粘附功（W）(3)粘附面的界面張力γSL

(4)相溶性或親和性

（1）潤濕性粘附面充分潤濕是保證粘附處致密和強(qiáng)度的前提。潤濕愈好粘附也愈好。固-液界面的潤濕是指液體在固體表面上的鋪展。潤濕性可用臨界表面張力γC或潤濕張力γLV.cosθ來度量，其關(guān)系由下式?jīng)Q定：

粘附劑對粘附表面潤濕愈好，則F愈大，粘附處的致密度和強(qiáng)度愈高。(2)粘附功（W）

粘附力的大小，與物質(zhì)的表面性質(zhì)有關(guān)，粘附程度的好壞可通過粘附功（W）衡量。所謂粘附功，是指把單位粘附界面拉開所需的功。以拉開固一液界面為例，當(dāng)拉開固一液界面后，相當(dāng)于消失了固一液界面，但與此同時(shí)又新增了固一氣和液一氣兩種界面，而這三種不同界面上都有著各自的表面（界面）能。

粘附功數(shù)值的大小，標(biāo)志著固一液兩相輔展結(jié)合的牢固程度，粘附功數(shù)值越大，說明將液體從固體表面拉開，需要耗費(fèi)的能量越大，即互相結(jié)合牢固；相反，粘附功越小，則越易分離。

由圖5.2.7可見，粘附功應(yīng)等于新形成表面的表面能γSV和γLV以及消失的固液界面的界面能γSL之差：(5.2.10)

合并

得式中γLV（cosθ＋1）也稱粘附張力?？梢钥吹?，當(dāng)粘附劑給定（即γLV值一定）時(shí)，