1、潤(rùn)濕性能分析潤(rùn)濕性能分析 Wettability Analysis研究生實(shí)踐環(huán)節(jié) 目的n了解高溫潤(rùn)濕角測(cè)量?jī)x的構(gòu)造。n掌握高溫潤(rùn)濕角測(cè)量?jī)x的基本測(cè)試原理與應(yīng)用。n掌握高溫潤(rùn)濕角測(cè)量設(shè)備的使用，通過(guò)測(cè)定樣品的接觸角，掌握常用的測(cè)量方法、影響因素以及儀器的功能特點(diǎn)與應(yīng)用范圍。潤(rùn)濕及其分類潤(rùn)濕及其分類n浸漬潤(rùn)濕浸漬潤(rùn)濕 附著附著( (沾濕沾濕) )潤(rùn)濕潤(rùn)濕 鋪展?jié)櫇皲佌節(jié)櫇駶?rùn)濕程度升高液體液體固體固體液體液體固體固體潤(rùn)濕的定義：液體與固體接觸時(shí)，系統(tǒng)的潤(rùn)濕的定義：液體與固體接觸時(shí)，系統(tǒng)的Gibbs能降低時(shí)為潤(rùn)能降低時(shí)為潤(rùn)濕。濕。G值降低愈多，潤(rùn)濕程度愈高。值降低愈多，潤(rùn)濕程度愈高。潤(rùn)濕時(shí)，兩介質(zhì)潤(rùn)濕

2、時(shí)，兩介質(zhì)相親相親；不潤(rùn)濕時(shí)，兩介質(zhì)；不潤(rùn)濕時(shí)，兩介質(zhì)相憎相憎。(一一)浸漬潤(rùn)濕浸漬潤(rùn)濕 指固體浸入液體的過(guò)程指固體浸入液體的過(guò)程。在此過(guò)程中固氣相。在此過(guò)程中固氣相界面為固液相界面所取代界面為固液相界面所取代,而液相表面沒(méi)有變化。而液相表面沒(méi)有變化。 浸漬面積為單位值時(shí)浸漬面積為單位值時(shí),自由能變化為自由能變化為: 要實(shí)現(xiàn)其逆過(guò)程則需要外界對(duì)系統(tǒng)做功要實(shí)現(xiàn)其逆過(guò)程則需要外界對(duì)系統(tǒng)做功Wi,即即: Wi為為浸漬功浸漬功,它反映液體在固體表面上取代氣它反映液體在固體表面上取代氣體的能力體的能力。 sgsliG潤(rùn)濕的分類潤(rùn)濕的分類浸漬潤(rùn)濕示意圖浸漬潤(rùn)濕示意圖分離(二二)附著潤(rùn)濕附著潤(rùn)濕 指固體與液

3、體接觸后，將液氣相界面和固氣相界面變?yōu)楣讨腹腆w與液體接觸后，將液氣相界面和固氣相界面變?yōu)楣桃合嘟缑娴倪^(guò)程。液相界面的過(guò)程。此過(guò)程中系統(tǒng)的表面自由能將發(fā)生變化：此過(guò)程中系統(tǒng)的表面自由能將發(fā)生變化： 設(shè)固氣、液氣和固液三相界面的比表面自由能分別為設(shè)固氣、液氣和固液三相界面的比表面自由能分別為 sg、 lg和和 sl，則上述過(guò)程的自由能變化為，則上述過(guò)程的自由能變化為: 其逆過(guò)程將需要外界對(duì)體系作功其逆過(guò)程將需要外界對(duì)體系作功Wa,即即: Wa稱為稱為粘附功粘附功,表征固液相界面結(jié)合程度表征固液相界面結(jié)合程度。粘附功越大粘附功越大,即附著潤(rùn)濕越強(qiáng)。即附著潤(rùn)濕越強(qiáng)。 ) (lg sgslaGsgsli

4、GsgsliG分離附著潤(rùn)濕的分類潤(rùn)濕的分類(三三)鋪展?jié)櫇皲佌節(jié)櫇?是液滴在固體表面上鋪開的過(guò)程是液滴在固體表面上鋪開的過(guò)程,即以液固相界面和新的即以液固相界面和新的液氣相界面來(lái)取代固氣相界面和原來(lái)的液氣相界面的過(guò)程液氣相界面來(lái)取代固氣相界面和原來(lái)的液氣相界面的過(guò)程。 當(dāng)鋪展面積為單位值時(shí)當(dāng)鋪展面積為單位值時(shí),表面自由能變化為表面自由能變化為: 其中其中: lg lg(new) lg(old),即過(guò)程前后液氣相界即過(guò)程前后液氣相界面自由能的變化面自由能的變化,實(shí)際是液氣相界面面積的變化。實(shí)際是液氣相界面面積的變化。若假設(shè)液滴的若假設(shè)液滴的體積很小且完全鋪展體積很小且完全鋪展,則上式可簡(jiǎn)化則上式

5、可簡(jiǎn)化: 則有則有: 其中：其中：Wn2 lg為液體的內(nèi)聚功為液體的內(nèi)聚功。sglgslsG sglgslsGsgsliGsgsliG4.6.3 潤(rùn)濕的分類潤(rùn)濕的分類鋪展?jié)櫇袷疽鈭D鋪展?jié)櫇袷疽鈭D(三三)鋪展?jié)櫇皲佌節(jié)櫇?定義定義Ws為鋪展功為鋪展功，則，則: 鋪展功鋪展功Ws為鋪展過(guò)程中體系能量的減少為鋪展過(guò)程中體系能量的減少,或?qū)ν庾龉Α；驅(qū)ν庾龉Α５佌骨昂蟮囊簹庀嗝娣e變化卻可能出現(xiàn)各種情況。但鋪展前后的液氣相面積變化卻可能出現(xiàn)各種情況。 假設(shè)鋪展過(guò)程中，鋪展面積為假設(shè)鋪展過(guò)程中，鋪展面積為A（即固液相面積），（即固液相面積），液氣相界面面積在鋪展前后的變化差值為液氣相界面面積在鋪展前后的

6、變化差值為B(B=Bnew-Bold),則有則有: 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可用上式進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可用上式進(jìn)行計(jì)算。sgsliGnalglgsgslsWWG2)(4.6.3 潤(rùn)濕的分類潤(rùn)濕的分類 由附著功由附著功Wa、浸漬功、浸漬功Wi及鋪展功及鋪展功Ws的定義對(duì)比可得三的定義對(duì)比可得三者之間的關(guān)系者之間的關(guān)系: 對(duì)于同一物系對(duì)于同一物系,有有WaWiWs,若若Ws0,則則Wi和和Wa必大必大于于0。故能。故能鋪展?jié)櫇窬捅啬芨街鴿?rùn)濕和浸漬潤(rùn)濕鋪展?jié)櫇窬捅啬芨街鴿?rùn)濕和浸漬潤(rùn)濕,所以常以所以常以潤(rùn)濕系數(shù)的大小來(lái)衡量潤(rùn)濕性潤(rùn)濕系數(shù)的大小來(lái)衡量潤(rùn)濕性。潤(rùn)濕功、潤(rùn)濕角及表面張力間的關(guān)系潤(rùn)濕功、潤(rùn)濕角及表面張

7、力間的關(guān)系sgsliG接觸角與楊氏接觸角與楊氏(Young)方程方程sgsliGsgsliGP (l/g) (s/l) (s/g)ONMO 為潤(rùn)濕角，cos又稱為“潤(rùn)濕系數(shù)”。和cos均可用來(lái)衡量潤(rùn)濕程度的大小。表示表面能接觸角與楊氏接觸角與楊氏(Young)方程方程楊氏方程影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 n由由YoungYoung氏方程氏方程可知可知, ,任何使任何使slsl、lglg、gsgs發(fā)生變化發(fā)生變化, ,從而使從而使接觸角接觸角發(fā)生變化的因素都將影響到潤(rùn)濕性。發(fā)生變化的因素都將影響到潤(rùn)濕性。n從從熱力學(xué)熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看觀點(diǎn)來(lái)看, ,界面張力即界面張力即比表面自由焓比表面自由焓,

8、,它與各相的物性、它與各相的物性、成份、溫度有關(guān)成份、溫度有關(guān), ,所以潤(rùn)濕角必然受這些因素的影響。所以潤(rùn)濕角必然受這些因素的影響。n從從動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看觀點(diǎn)來(lái)看, ,潤(rùn)濕角必然潤(rùn)濕角必然受時(shí)間受時(shí)間的影響。的影響。n實(shí)際實(shí)際中中, ,常常不可避免地發(fā)生常常不可避免地發(fā)生固體固體向向液體液體中的溶解及二者間的中的溶解及二者間的擴(kuò)散。而溶解過(guò)程及擴(kuò)散過(guò)程都與物性、成份、溫度和時(shí)間有擴(kuò)散。而溶解過(guò)程及擴(kuò)散過(guò)程都與物性、成份、溫度和時(shí)間有關(guān)。關(guān)。n對(duì)于成份確定的母材和釬料，當(dāng)其表面氧化或采用釬劑去除氧對(duì)于成份確定的母材和釬料，當(dāng)其表面氧化或采用釬劑去除氧化膜時(shí)，都將影響到界面張力值，并因而影響潤(rùn)

9、濕性。化膜時(shí)，都將影響到界面張力值，并因而影響潤(rùn)濕性。1)金屬表面氧化物的影響n在常規(guī)條件下,大多數(shù)金屬表面都有一層氧化膜。氧化物的熔點(diǎn)一般都比較高,在一定溫度下仍為固態(tài)。它們的表面張力值很低,因此, 導(dǎo)致sgsl,所以產(chǎn)生不潤(rùn)濕現(xiàn)象,表現(xiàn)為熔化成球,不鋪展。n許多合金表面也存在一層氧化膜。當(dāng)熔化后被自身的氧化膜包覆,此時(shí)其與基材之間是兩種固態(tài)的氧化膜之間的接觸,因此產(chǎn)生不潤(rùn)濕。影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 例: 當(dāng)用Al-Si共晶釬料(熔點(diǎn)577)置于Al母材(熔點(diǎn)660)上加熱到600時(shí),釬料熔化但不在母材表面上鋪展。液態(tài)釬料因受固態(tài)氧化膜的制約而成為不規(guī)則球形。此時(shí)用鋼針刺入釬料并刺

10、破母材表面的氧化膜,釬料就會(huì)在母材Al與其表面的Al2O3膜之間鋪展,從而將Al2O3膜“抬起”,形成所謂的“皮下潛流”現(xiàn)象2)2)釬劑的影響釬劑的影響 去除氧化膜最有效的方法是采用釬劑。當(dāng)用釬劑去除了母材和釬料表面的氧化膜后,液態(tài)介質(zhì)就可以和固體金屬直接接觸,從而改善潤(rùn)濕。另外,當(dāng)母材和釬料表面覆蓋了一層液態(tài)釬劑后,系統(tǒng)的界面張力就發(fā)生了變化,當(dāng)鋪展達(dá)到平衡時(shí),由Young氏方程有: 其中:sf母材與釬劑間的界面張力; sl母材與釬料間的界面張力; lf釬劑與釬料間的界面張力。 與無(wú)釬劑時(shí)的情況相比,只要滿足lflg或sfsg,就可以增強(qiáng)釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕。同樣,釬劑成份的變化將造成lf和sf

11、的變化,從而也會(huì)影響到釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性 lfslsflfslsfcoscossgsliG影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 釬劑是釬焊時(shí)使用的熔劑，它的作用是清除釬料和母材表面的氧化物，并保護(hù)焊件和液態(tài)釬料在釬焊過(guò)程中免于氧化，改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的潤(rùn)濕性。對(duì)于大多數(shù)釬焊方法，釬劑是不可缺少的。對(duì)釬劑的基本要求對(duì)釬劑的基本要求(1)釬劑應(yīng)具有足夠的去除母材及釬料表面氧化物的能力 (2)釬劑的熔點(diǎn)及最低活性溫度應(yīng)低于釬料的熔點(diǎn) (3)釬劑在釬焊溫度下具有足夠的潤(rùn)濕性 (4)釬劑中各組分的氣化(蒸發(fā))溫度應(yīng)比釬焊溫度高，以避免釬劑揮發(fā)而喪失作用 (5)釬劑以及清除氧化物后的生成物，其密度均應(yīng)盡量小，

12、以利于浮在表面，不在釬縫中形成夾渣 (6)釬劑及其殘?jiān)鼘?duì)釬料及母材的腐蝕性要小 (7)釬劑的揮發(fā)物應(yīng)當(dāng)無(wú)毒性 (8)釬焊后，殘留釬劑及釬焊殘?jiān)鼞?yīng)當(dāng)容易清除 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 ( (一一) ) 各相組成對(duì)潤(rùn)濕性的影響各相組成對(duì)潤(rùn)濕性的影響 一些固態(tài)金屬的表面張力金屬溫度T/sg(N/m)Fe204.014002.1Cu 10501.43Al201.91Mg200.7W206.81Zn200.86 界面張力是材料本身的特性之一,它反映的是材料內(nèi)部的原子對(duì)原子吸引力的強(qiáng)弱,因此,對(duì)不同的材料來(lái)說(shuō),其界面張力顯然是不同的。改變?nèi)辔镔|(zhì)任一相的組成,就相應(yīng)地改變了界面張力,這必然要影響到

13、潤(rùn)濕性。金屬lg(Nm)金屬lg(Nm)金屬lg(Nm)金屬lg(Nm)AgAlAuBaBeBiCdCeCo0.930.911.130.331.150.390.560.681.87CrCuFeGaGeHfInLiMg1.591.351.840.700.601.460.560.400.57MnMoNaNbNdNiPbPdRh1.752.100.192.150.681.810.481.602.10SbSiSnTaTiVWZnZr0.380.860.552.401.401.752.300.811.40一些液態(tài)金屬的表面張力一些金屬體系的界面張力體系溫度T/sg(N/m)lg(N/m)ls(N/m)A

14、l-Sn3501.010.60.28Al-Sn6001.010.560.25Cu-Ag8501.670.940.28Fe-Cu11001.991.210.44Fe-Ag11251.990.913.40Cu-Pb8001.670.410.52 一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō),如果兩種介質(zhì)在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)相互作用如果兩種介質(zhì)在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)相互作用,則它們則它們之間的潤(rùn)濕性就很差之間的潤(rùn)濕性就很差;若能相互溶解或形成金屬間化合物若能相互溶解或形成金屬間化合物,則液則液態(tài)介質(zhì)就能較好地潤(rùn)濕固態(tài)介質(zhì)態(tài)介質(zhì)就能較好地潤(rùn)濕固態(tài)介質(zhì)。 例例1：Fe-Ag在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)相互作用在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)相互作用,在在112

15、5下下,Ag在在Fe上上潤(rùn)濕時(shí)潤(rùn)濕時(shí),體系的界面張力值分別為體系的界面張力值分別為:sg1.99(N/m)、lg0.91(N/m)、ls2.48(N/m),由由Young氏方程可求出接觸角氏方程可求出接觸角122.590,故不發(fā)生釬料鋪展。故不發(fā)生釬料鋪展。 例例2：Cu和和Sn在液態(tài)下可互溶在液態(tài)下可互溶,在固態(tài)下可形成金屬間化合物在固態(tài)下可形成金屬間化合物,當(dāng)當(dāng)其在其在300下下,Sn在在Cu上潤(rùn)濕時(shí)上潤(rùn)濕時(shí),體系的界面張力值分別為體系的界面張力值分別為:sl1.54(N/m)、lg0.55(N/m)、gs1.67(N/m),由由Young氏方程求氏方程求出接觸角出接觸角7690,因此可以

16、鋪展。因此可以鋪展。 4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 n接觸角與溫度的關(guān)系接觸角與溫度的關(guān)系右圖為右圖為Bi-SnBi-Sn系釬料在銅母材上潤(rùn)濕角與系釬料在銅母材上潤(rùn)濕角與溫度的關(guān)系。由圖可見，除純溫度的關(guān)系。由圖可見，除純BiBi外外, ,由純由純SnSn起起, ,釬料中含釬料中含BiBi越多，則與橫軸漸近線越多，則與橫軸漸近線越近越近, , 說(shuō)明溶解越劇烈。這與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)是說(shuō)明溶解越劇烈。這與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)是一致的。一致的。對(duì)于純對(duì)于純Bi,Bi,由于其與銅幾乎不溶，在銅上由于其與銅幾乎不溶，在銅上潤(rùn)濕不良潤(rùn)濕不良, ,理應(yīng)最逼近漸近線，但在圖中理應(yīng)最逼近漸近線，但在圖中偏離最大偏離

17、最大, ,這可能是因?yàn)檫@可能是因?yàn)锽iBi的蒸氣壓比較的蒸氣壓比較高高, ,在過(guò)程中大量揮發(fā)造成的。上述分析在過(guò)程中大量揮發(fā)造成的。上述分析可以看出可以看出, ,不論溶解與否不論溶解與否, ,隨溫度升高隨溫度升高, ,潤(rùn)潤(rùn)濕系數(shù)濕系數(shù)coscos增大。在低溫段時(shí)增大較快增大。在低溫段時(shí)增大較快, ,之后隨溫度升高逐漸之后隨溫度升高逐漸變慢變慢, ,以致達(dá)到恒值以致達(dá)到恒值1 1。溶解的存在使相同溫度下的。溶解的存在使相同溫度下的coscos增大增大。 sgsliG4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 ( (四四) )壓力對(duì)表面張力的影響壓力對(duì)表面張力的影響 由于表面張力與壓力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)

18、研究不易進(jìn)行，因此，壓力對(duì)表面張力的影響問(wèn)題要復(fù)雜得多。一般情況下，增加體系的壓力，氣體在液體表面上的吸附和在液體中溶解度增大，因此，表面張力下降。 4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 (五五) 接觸角與時(shí)間的關(guān)系接觸角與時(shí)間的關(guān)系 潤(rùn)濕角是指潤(rùn)濕達(dá)到平衡時(shí)的接觸角。習(xí)慣上,在未經(jīng)特別指明時(shí),所說(shuō)的接觸角也經(jīng)常指潤(rùn)濕角。 實(shí)際上,以動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，接觸角是隨時(shí)間變化的,當(dāng)t時(shí)的接觸角e,即平 衡時(shí)的接觸角。右圖為1600 下，真空中6%Ni-Fe合金上， 0.2%Cu-Ag釬料潤(rùn)濕動(dòng)態(tài)過(guò)程 的cos與時(shí)間t的關(guān)系。 由圖可見，隨著時(shí)間的增加,cos不斷增加。在初始階段(50秒以前)

19、cos隨t增長(zhǎng)較快,稱為一次過(guò)程。其后，cos增長(zhǎng)較慢,并趨于常數(shù),稱為二次過(guò)程。 sgsliG4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 ( (六六) )固體介質(zhì)表面狀態(tài)的影響固體介質(zhì)表面狀態(tài)的影響 (1)表面粗糙度 將一液滴置于一粗糙表面，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的只是其表觀接觸角。而表觀接觸角與界面張力的關(guān)系是不符合Young方程的。但應(yīng)用熱力學(xué)可以導(dǎo)出與Young方程類似的關(guān)系式。 將將WenzelWenzel方程與方程與YoungYoung方程比較可得方程比較可得 其中：其中：具有原子具有原子( (分子分子) )水平平整表面上的接觸角；水平平整表面上的接觸角； e e在粗糙度為在粗糙度為的表面上的

20、接觸角的表面上的接觸角( (表觀接觸角表觀接觸角); ); 11粗糙因子粗糙因子, ,定義為真實(shí)平面的表面積與理想平面的表定義為真實(shí)平面的表面積與理想平面的表面積之比。面積之比。 4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 sgsliG 由前式可以看出：當(dāng)90時(shí)，e90時(shí),e，即表面粗糙化后的金屬表面上的表觀接觸角更大。右圖說(shuō)明了滿足Young方程的接觸角及滿足了Wenzel方程的接觸角e與粗糙因子的關(guān)系。sgsliG4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 ( (六六) )固體介質(zhì)表面狀態(tài)的影響固體介質(zhì)表面狀態(tài)的影響n在實(shí)際釬焊過(guò)程中在實(shí)際釬焊過(guò)程中, ,不同釬料在不同狀態(tài)的表不同釬料

21、在不同狀態(tài)的表面上的潤(rùn)濕情況也不同。面上的潤(rùn)濕情況也不同。 將將CuCu圓片分成四分圓片分成四分, ,各部分分別采用拋光、剛刷刷、砂各部分分別采用拋光、剛刷刷、砂紙打磨和化學(xué)清洗的方法來(lái)處理。在紙打磨和化學(xué)清洗的方法來(lái)處理。在CuCu片中心位置放片中心位置放Sn-40PbSn-40Pb釬料進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。釬料進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 n將將LF21LF21鋁合金的圓片分成四分鋁合金的圓片分成四分, ,各部分分別采用拋各部分分別采用拋光、剛刷刷、砂紙打磨和化學(xué)清洗的方法來(lái)處理。光、剛刷刷、砂紙打磨和化學(xué)清洗的方法來(lái)處理。在在LF21LF21鋁合金片中心放鋁合金片中

22、心放Sn-20ZnSn-20Zn釬料進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。釬料進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。sgsliG4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 n實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析： 對(duì)于對(duì)于CuCu片，由于鋼刷刷過(guò)的表面粗糙度片，由于鋼刷刷過(guò)的表面粗糙度最大最大, ,所以其表觀接觸角減小所以其表觀接觸角減小, ,表現(xiàn)為鋪展面積增大表現(xiàn)為鋪展面積增大; ;而而拋光表面的表面粗糙度最小拋光表面的表面粗糙度最小, ,使其表觀接觸角增大使其表觀接觸角增大, ,故表現(xiàn)為鋪展面積小。而對(duì)故表現(xiàn)為鋪展面積小。而對(duì)LF21LF21鋁合金來(lái)說(shuō)鋁合金來(lái)說(shuō), ,由于由于Sn-20ZnSn-20Zn釬料與母材之間的相互作用十分強(qiáng)烈釬料與母材

23、之間的相互作用十分強(qiáng)烈, ,母母材的顯微不平處迅速溶解進(jìn)入釬料材的顯微不平處迅速溶解進(jìn)入釬料, ,從而降低了表從而降低了表面粗糙度的影響面粗糙度的影響, ,使得各部分的鋪展面積基本相同。使得各部分的鋪展面積基本相同。4.6.5 影響潤(rùn)濕性的因素影響潤(rùn)濕性的因素 4.6.6 高溫接觸角測(cè)量?jī)x高溫接觸角測(cè)量?jī)x sgsliGsgsliGNoImage一、儀器構(gòu)造一、儀器構(gòu)造(1)加熱爐(2)溫度控制系統(tǒng)：包括樣品溫度控制和測(cè)試液體溫度控制兩個(gè)系統(tǒng)，分別控制液體以及固體樣品的溫度。(3)高溫接觸角測(cè)試系統(tǒng)：(4)真空環(huán)境裝置：實(shí)現(xiàn)真空或不同氣體環(huán)境下接觸角的測(cè)試(5)樣品槽：有效控制樣品的晃動(dòng)以及溫度

24、、光線的影響(6)成像系統(tǒng)：鏡頭、相機(jī)和光源4.6.6 高溫接觸角測(cè)量?jī)x高溫接觸角測(cè)量?jī)x 二、目前大多數(shù)接觸角儀進(jìn)行接觸角分析的方法：(1)國(guó)產(chǎn)：量高法、量角法等(2)世界主流儀器：/2(Height-Width)、切線法(tangent method)、橢圓擬合法、圓擬合法、Young-Laplace法(僅能測(cè)30以上接觸角值，且有理論假設(shè))方法比較：量角法最為直接，但誤差大，受不同人員的操作手法影響大；現(xiàn)通常采用/2和Young-Laplace法的較多；國(guó)際通用方法為小液滴法。4.6.6 高溫接觸角測(cè)量?jī)x高溫接觸角測(cè)量?jī)x 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械的潤(rùn)滑、金屬焊接、陶瓷和搪瓷的坯釉結(jié)：機(jī)械的潤(rùn)

25、滑、金屬焊接、陶瓷和搪瓷的坯釉結(jié)合、陶瓷與金屬的封接以及生物學(xué)或醫(yī)學(xué)等。合、陶瓷與金屬的封接以及生物學(xué)或醫(yī)學(xué)等。1.可以測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角2. 建立分析模型：如接觸角與溫度、接觸角與熔渣壽命、熔渣體積與熔渣壽命、接觸角與熔渣體積、接觸角與熔渣直徑以及熔渣體積與熔渣直徑的變化函數(shù)等3. 可以測(cè)量某一溫度下熔融樣品的密度4. 可以測(cè)量不同溫度下熔融樣品的表面張力(熔化的固體材料與空氣的界面張力測(cè)試，根據(jù) Young Laplace on the sessile Drop) 5. 測(cè)量熔融樣品和基材的鋪展系數(shù)6.評(píng)價(jià)熔融樣品和基材之間的黏附能力，計(jì)算粘附功。4.6.7 高溫接觸角測(cè)量?jī)x的應(yīng)用高溫接觸角測(cè)

26、量?jī)x的應(yīng)用 依依賴賴儀儀器器配配備備的的軟軟件件進(jìn)進(jìn)行行分分析析應(yīng)用應(yīng)用 蓋滿油垢的固體表面；由于水的高表面張力及不能潤(rùn)濕油污表面，無(wú)法除垢在水中加入洗滌劑；油垢及固體表面進(jìn)一步吸附洗滌劑，使油垢微粒懸浮于溶液中，易于除去；sgsliG應(yīng)用應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟n1. 實(shí)驗(yàn)采用VAF-30型高溫潤(rùn)濕角測(cè)量?jī)x。n2. 實(shí)驗(yàn)用材料：液滴、陶瓷片n3. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： 打開計(jì)算機(jī)、開啟真空加熱爐，接通配置在爐體上的接觸角測(cè)量裝置的電源，將CCD USB連接線連接在計(jì)算機(jī)與接觸角測(cè)量裝置上的CCD攝像頭處，點(diǎn)擊jc2000-usb.exe 啟動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序。然后將水滴滴入陶瓷片的表面，然后放入真空爐內(nèi)的測(cè)試平臺(tái)上，關(guān)閉爐門，調(diào)節(jié)接觸角測(cè)量?jī)x移動(dòng)平臺(tái)及CCD攝像頭調(diào)焦系統(tǒng)，同時(shí)觀察顯示器直到圖像清晰。保存該圖像然后進(jìn)行分析。 四、操作培訓(xùn)四、操作培訓(xùn)n