接觸角-表面自由能：液滴在固體表面上的接觸角θ由固體表面張力γS、液體表面張力γL以及固液界面張力γSL之間的平衡決定。其數(shù)學表達式就是楊氏公式。

產(chǎn)品型號：SDC-200S

更新時間：2025-11-11

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接觸角-表面自由能

一般來說，表面張力與潤濕性之間的關(guān)系為

液體表面張力小→接觸角小（易潤濕）
液體表面張力大→接觸角大（難潤濕）

這種關(guān)系成立并用于控制各種應(yīng)用中的潤濕和粘附。

然而，現(xiàn)實中也存在上述關(guān)系不成立的情況。在這種情況下，結(jié)合表面自由能和組分分離概念的方法是有效的。

表面張力和表面自由能

表面張力是由作用在分子之間的分子間力引起的。如右圖所示，由于分子間力作用在各個方向上，液體表面附近的分子狀態(tài)整體保持平衡。然而，分子間力僅作用于表面分子的橫向和向內(nèi)方向。

在表面，當它向大氣尋找伙伴時，存在多余的能量，這稱為表面張力。這時，表面的分子失去力平衡，試圖卷曲起來，使液體的表面積變小。這就是潤濕性受表面張力（分子間力）大小影響的原因。

此外，與液體的表面張力相反，固體的表面張力通常被稱為表面自由能。表面張力（mN/m）是拉動單位長度的線所需的力，而表面自由能（mJ/m2）表示展開單位面積的表面所需的能量。單位不同，但數(shù)值不同是一樣的。

接觸角-表面自由能

表面自由能現(xiàn)象例子

以下是表面張力值與潤濕性之間的關(guān)系不成立的現(xiàn)象的示例。這是一種比己烷具有更高表面張力的水潤濕玻璃的現(xiàn)象，其潤濕玻璃的程度與己烷相同或更多。其原因是水的表面自由能分量與玻璃的表面自由能分量接近。 .馬蘇。這也意味著在物質(zhì)之間的界面處，表面自由能成分越接近，它們就越有可能相互“潤濕"或“粘附"，而不是它們的表面自由能的大小。因此，通過引入表面自由能組分分離的概念，我們可以更深入地研究潤濕機理，擴大潤濕性控制的應(yīng)用范圍。