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表面张力与表面能介绍

来源:迪新材料科普南乔 浏览 18 次 发布时间:2021-03-24

液体受到拉向内部力的作用,使其表面肌收缩和凝聚,这种力叫表面张力。表面能是指将液体内部分子拉到表面上所需作的功。



当液滴落在固体表面上时,由于液体具有各自的表面张力,它同时受到固体与空气的界面张力(γs)、液体与空气的界面张力(γl)和液体与固体的界面张力(γsl)的作用。当



时,液滴在表面上达到平衡,且具有一固定的形态。



不同的液体在同种固体表面上,得到不同的接触角。接触角小的液体表面张力小。接触角的大小衡量着固体表面与液体之间的润湿性。图1.9(a)中的接触角小,表示固液间的润湿性好。而图1.9(b)中的接触角大,表示固液间的润湿性差。

固体也有表面能和表面张力。固体的表面能是指将固体拉开而形成新表面时需作的功。如果固体表面十分洁净(未被污染,也无吸附膜等),则表面处于高能状态。如其它固体表面与这种表面接触,将显示出高的粘着能力,摩擦明显增大。表面能高的固体与液体接触时,具有较小的接触角,能很好地与液体润湿,使液体润滑剂能很好地与之亲和,得到低摩擦。

同种液体在不同的固体表面上,也得到不同的接触角。接触角小的表示固体的表面能高。是亲水性表面。接触角大的,说明固体的表面能低,是疏水性表面。不易与液体亲和也不易与其它固体表面粘着。

对于结晶固体来说,表面能是沿晶面解理而形成新表面所需的解理能。由于晶体各面的原子数不同,原子数高的表面易于解理,即这些表面的表面能低,易于发生滑移。

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