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接触角计算方法

2015-9-18 18:29:27 人评论 次浏览 分类:接触角

接触角的计算方法有很多,它们主要针对气—液—固体系的接触角测算,但其中有些方法只需略加修改即可适用于液—液—固体系的接触角测算:

  • 量角法(Angle Measuring Mmethod):又称切线法。借助于可移动和旋转的量角器测量气—液界面的切线与固—液界面的水平线所形成的夹角,即为接触角。


  • 量高法(Height-Width Method):又称θ/2 法或宽高法。科学家们认为当液滴体积小于6μl时,可忽略地球引力对其形状的影响,认为液滴呈标准圆的一部分。因此通过选点测量液滴在固体表面上的高度及与固体接触面的直径,即可计算出液滴在固体表面的接触角。
                       
  • 圆环法(Ring Method):认为液滴在固体表面呈标准圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的圆形轮廓,然后通过改变圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合,再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。

                       
  • 椭圆法(Ellipse Method):认为液滴在固体表面因受重力和表面张力等因素的影响而呈椭圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的椭圆形轮廓,然后通过改变椭圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合,再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。

                       
  • 拟合法(Fitting Method):主要用于分析固体表面上不规则形状的液滴,因接触角滞后现象产生的前进接触角和后退接触角等。通过选点生成虚拟的圆,力求使虚拟的圆与液滴的左边或右边的某一段相重合,然后通过虚拟圆的圆心位置计算出左边或右边的接触角。
                      
  • 自动法(Automatic Method):要求液滴在固体表面轮廓清晰完美,符合真圆或椭圆模型。采用最小二乘法拟合出符合圆方程或椭圆方程的液滴轮廓,然后再通过其相应的公式计算出液滴在固体表面上的接触角

   以上6种计算接触角的方法如果遇到液滴在凹面或凸面上,则需要将计算结果再加上凹面部分或减去凸面部分:

                                      


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