Краевой угол контакта

Другое важное свойство жидкой фазы связано со смачиванием. Когда жидкая фаза находится в контакте с твердой фазой (например, со стенкой канала) и является смежной с другой фазой, которая также находится в контакте со стенкой, у стенки существует тройная граница раздела, и угол, образуемый у этой границы раздела границами раздела жидкость — газ и жидкость — твердое тело, известен как краевой угол. Краевой угол зависит от соответствующих энергий поверхностного натяжения (жидкость — текучая среда, текучая среда — твердое тело, жидкость — твердое тело), и для большинства систем он меньше 90 . Таким образом, жидкая фаза имеет тенденцию смачивать поверхность. Конечно, бывают исключения поверхность может быть специально обработана гидрофобизатором (как это делается при капельной конденсации) или краевой угол по своей природе может быть больше 90° (как, например, в случае соприкосновения ртути и поверхности стекла). Хотя жидкости вообще более сжимаемы, чем твердые тела, их сжимаемость такова, что на практике, как правило, ее можно не принимать в расчет. [c.176]

Если каждая из жидкостей порознь смачивает данную твердую поверхность, то при их одновременном контакте с твердой поверхностью между ними обнаруживается конкуренция. В результате устанавливается такой краевой угол, который отвечает лучшему смачиванию той жидкостью, родственность которой с этой твердой поверхностью больше. Если вода лучше, чем углеводород, избирательно смачивает поверхность, т. е. <90°, то поверхность называют гидрофильной (олеофобной) если поверхность лучше смачивается неполярным углеводородом, т. е. 0>90°, то такую поверхность твердого тела называют гидрофобной (олеофильной). При избирательном смачивании, [c.97]

Гистерезисом смачивания называется способность жидкости образовывать при контакте с твердым телом несколько устойчивых (метастабильных) краевых углов, отличных по значению от равновесного. Например, краевой угол, образованный при нанесении капли жидкости на твердую. поверхность, оказывается значительно больше угла, который возникает прн приведении в контакт пузырька воздуха с той же поверхностью, находящейся в данной жидкости. Гистерезис краевого угла наглядно проявляется, если поверхность твердого тела с нанесенной на нее каплей наклонена пр этом угол в нижней части капли угол натекания Оп) оказывается значительно больше угла в верхней части капли (угла оттекания 0, см. рис. ПГ—14). Гистерезис смачивания может быть связан с адсорбцией загрязнений на поверхности, ее химической неоднородностью и другими факторами. [c.101]

Если каждая из жидкостей порознь смачивает данную твердую поверхность, то при их одновременном контакте с твердой поверхностью между ними обнаруживается конкуренция. В результате устанавливается краевой угол, отвечающий лучшему смачиванию той жидкостью, родственность которой с этой твердой поверхностью больше. Если вода лучше, чем углеводород, избирательно смачивает поверхность, т.е. в < 90°, то поверхность называют гидрофильной (олеофобной) если поверхность лучше смачивается неполярным углеводородом, т. е. 0>9О°, то такую поверхность твердого тела называют гидрофобной (олеофильной). При избирательном смачивании, в отличие от смачивания на воздухе, угол 0 может принимать любые значения от О до 180°. При 0 = 0 более полярная жидкость растекается по поверхности твердого тела, оттесняя менее полярную, при 0= 180°, наоборот, [c.119]

Работа адгезии расплава к металлизированной керамике довольно существенна и составляет величину 2040 2140 2165 2200 и 2410 соответственно для ПМГ-12, № 446, № 442, № 432, № 439 при температуре плавления. При выдержке припоя в контакте с пластинкой в течение 5 сек увеличение адгезии при возрастании температуры над точкой плавления до 50° С составляет примерно 10— 20 мдж/м , а при увеличении времени выдержки до 25 сек работа адгезии повышается, однако разница между адгезией при температуре плавления и перегревом в 50° С остается практически такой же. Следовательно, время выдержки и температура перегрева сплава над точкой плавления не оказывают существенного влияния на увеличение работы адгезии, в то время как краевой угол смачивания изменяется весьма существенно, т. е. для данного покрытия Мо — Мп наиболее целесообразными будут те технологические условия, когда припой достаточно жидкотекуч, высока адгезия и 0 удобен для пайки. Вышесказанное можно охарактеризовать параметрами 0 = 15 20°, Т + 20° С. Время выдержки [c.67]

На краевой угол могут влиять следы веществ, загрязняющих поверхность. Резкое изменение смачивания происходит уже при образовании на поверхности мономолекулярного слоя, загрязняющего вещества, для чего нужны ничтожные его количества. По данным некоторых исследователей, на смачивание поверхности может сказываться даже контакт этой поверхности в течение некоторого времени с воздухом промышленных городов, всегда содержащим следы углеводородов. [c.158]

Уточнение термодинамической трактовки реальных кристаллических поверхностей может быть достигнуто путем учета линейной энергии ребер. Еще Гиббс обратил внимание на необходимость существования линейного натяжения трехфазных границ контакта, могущего иметь как положительное, так и отрицательное значение. Эта идея была развита в фундаментальных работах Шелудко [5], показавшего роль линейного натяжения в процессах образования двухфазных контактов при смачивании, прилипании пузырьков и гетерогенной нуклеации, например при электрокристаллизации. Из соответствующих наблюдений оказалось возможным определить величину и знак линейного натяжения. Теория линейного натяжения на периметре смачивания была развита в работах [6, 7]. Для реальных тел формула, выражающая влияние шероховатости подложки на краевой угол, была предложена Венцелем [8] и более строго обоснована одним из нас [9]. [c.8]

Из теории адсорбционных явлений известно, что на поверхности твердых тел имеются участки с различной смачиваемостью. Кроме того, смачивание зависит от степени дисперсности твердого тела. Так, общеизвестна трудность смачивания порошков. В процессе смачивания твердых частиц большое влияние оказывают газы, растворенные в жидкости, которые могут адсорбироваться на твердой поверхности и уменьшать ее смачиваемость. На краевой угол смачивания большое влияние оказывает также время контакта и размер образовавшегося пузырька. [c.26]

Показателями изменения химической природы поверхности служили краевой угол смачивания пленки водой и прочность склеивания ее со сталью эпоксидной смолой ЭД-5 с полиэтиленполиамином в качестве отвердителя. Прочность склеивания определялась методом грибков при нормальном отрыве. С целью создания лучшего контакта при склеивании образцы сначала выдерживались под небольшим давлением (около 2 кГ/см ), а затем прогревались в термостате при температуре 100° в течение 1 часа. Характер отрыва контролировался под микроскопом. Ус- [c.516]

Неполярные жидкости образуют острый краевой угол смачивания на поверхности металлов и быстро по ним растекаются. Это может привести к синерезису пластичных смазок при контакте с металлом или к прочному прилипанию частиц дисперсной фазы [36]. Показано методами сдувания [37] и плоскопараллельных дисков [38], что механические свойства тонких слоев нефтяных и жировых масел, прилегающих к поверхности металла, отличаются от их объемных свойств. Такие слои называются граничными [39—41]. Они играют существенную роль в смазочном действии масел [41, 42]. [c.166]

На адгезию нефтяных остатков к металлической поверхности оказывают влияние такие факторы, как физико-механические свойства подложки, физико-химические свойства нефтяных остатков, их поверхностное натяжение и краевой угол смачивания, температура нагрева и охлаждения, скорость нагрева и охлаждения, продолжительность контакта. [c.16]

Аналогичное уравнение получается и для жидкости, не смачивающей стенки капилляра, т. е. для жидкости, у которой угол контакта со стенками (краевой угол) равен не нулю, а 180°. Однако теперь мы имеем дело с капиллярным понижением, при этом мениск в капилляре является выпуклым, а /г соответствует глубине понижения мениска (рис. 1-9). [c.17]

Капля жидкости плотностью 2,5 г/см покоится на плоской, полностью не смачиваемой поверхности. На границе зоны контакта угол между каплей и поверхностью равен 0 (напоминаем, что 0 измеряется в жидкой фазе). Высота капли над поверхностью равна 0,45 см, ее экваториальный диаметр составляет 1,50 см, а параметр формы 3=80 (см. табл. 1-1). а) Рассчитайте поверхностное натяжение жидкости. б) Рассчитайте краевой угол 0. [c.41]

В реальных системах определяющую роль нередко играют совершенно другие факторы. Для хорошей адгезии необходима довольно большая площадь фактического контакта между фазами. Однако, как показано на рис. VII-8 (гл. VII), жидкость, надвигающаяся на шероховатую поверхность, может захватывать воздух, и, таким образом, в этом случае хороший контакт между фазами ограничивается только частью поверхности. Предотвращению образования такой составной поверхности способствует небольшой краевой угол. В результате одним из критериев хорошей адгезии является растекание клея по поверхности [52], хотя, как показано выше, это может не соответствовать идеальной работе адгезии. [c.362]

Из исследования адсорбции на поверхности кислотоупорного покрытия методом краевых углов смачивания видно, что ПАВ для эмульсионного травления адсорбируется на эмали кислотоупорных покрытий. Обработка поверхности в эмульсии повышает краевой угол смачивания по сравнению с углом на пластине, обработанной в водном растворе ПАВ, более, чем на 100° С. Столь сильная гидрофобизация поверхности эмали при контакте ее с эмульсией дает возможность полагать, что в данном случае на поверхности копировального слоя образуются адсорбционные пленки ПАВ — углеводород, подобные адсорбционным полимолекулярным [c.126]

Краевой угол определяется значением угла между поверхностью твердого тела и касательной к точке контакта с жидкостью и отсчитывается всегда в сторону жидкой фазы. Краевой угол равен углу между направлениями векторов поверхностных натяжений ажг и агг (см. рис. 1,1 и 1,2). [c.11]

По данным табл. I, б относительная работа адгезии 2а растет и соответственно уменьщается краевой угол в ряду —СНз, —СНг—, —СНг—СНг—. Работа когезии воды одна и та же. Поэтому рост относительной работы адгезии в соответствии с (I, 24) означает преимущественную адгезию по сравнению с когезией. По значению относительной работы адгезии можно сделать заключение об изменении работы адгезии при контакте воды [c.31]

Наличие на поверхности адсорбционного слоя приводит к тому, что изменяется поверхностное натяжение <Тхг и краевой угол, что в свою очередь сказывается на величине работы адгезии. В связи с этим работу адгезии при контакте жидкости с поверхностью, имеющей адсорбционный слой паров жидкости, называют реальной работой адгезии Wa- [c.41]

Подобные определения краевого угла особенно эффективны в тех случаях, когда требуется найти краевой угол при контакте одной жидкости с другой, например для системы галлий — ртуть (см. рис. II, 7). [c.61]

Определение краевого угла на нитях. При использовании метода лежащей капли лучщие результаты получаются, когда капля имеет большие размеры. Но в этих условиях возникают нежелательные явления. Речь идет о значительном времени установления равновесия, увеличении площади контакта капли и гистерезисе. Кроме того, накладывается действие гравитационной силы. Все это приводит к тому, что определяемые краевые углы не всегда будут равновесными. Поэтому предложен метод измерения краевых углов малой капли, сажаемой на нить 1 . В этих условиях равновесие достигается быстро, гистерезис исключается, а гравитационная сила не влияет на краевой угол. [c.63]

Время контакта капель, мин. ... 0,25 0,6—80 165—215 Краевой угол, градусы...... 10 20 38 [c.86]

Итак, при нахождении капли на поверхности краевой угол изменяется на величину А0, которая является разностью между начальным и конечным значениями краевого угла. Величина А0 изменяется в течение времени контакта капли с поверхностью [c.87]

Сила адгезии, которая удерживает пузырек на поверхности, в соответствии с уравнением (IV, 1) тем больше, чем больше краевой угол. Для малых краевых углов пузырек сидит на небольшом основании, периметр площади контакта его мал, и такой пузырек легко оторвать от поверхности. [c.114]

Краевой угол, так же как и площадь контакта пузырька с поверхностью, изменяется с течением времени. [c.119]

Следует отметить, что экспериментально определить истинное значение краевого угла смачивания достаточно трудно, а иногда и невозможно. Это связано с тем, что смачивание поверхности сильно зависит даже от следов загрязнений. Смачивание резко изменяется уже при образовании моно-молекулярного слоя, между тем установлено, что толщина граничного слоя воды, например на стекле, достигает 100А и с трудом удаляется даже при нагревании в вакууме при 400-500°С /56/. Больщинство веществ, в том числе металлы, хорошо окисляются даже при контакте с воздухом, и образующиеся окислы резко меняют смачиваемость. На смачивание влияет также шероховатость поверхности, усиливая соответствующую фильность последней. На краевой угол смачивания влияют условия образования поверхности. Так, краевой угол смачивания водой поверхности стеариновой кислоты составляет при охлаждении расплава кислоты в воздухе 85 , тогда как при охлаждении на стекле лишь 47°. На основании всех этих особенностей даже утверждается /43/, что прогноз парафиностойкости поверхности с позиций обычных методов оценки фильности невозможен. [c.101]

Как известно, степень заполнения подложки ОН-группами проявляется в той или иной степени гидрофильности поверхностн образца. Химический контроль степени гидроксилирования по-верхности пластин кремния или кварца ввиду ее малой величины весьма затруднителен, поэтому ее определяют по изменению краевого угла смачивания поверхности жидкой водой, Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Величина этого угла может бьт, оценена исходя из известного положения термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна, Энергетическими характеристиками поверхности твердого тела в контакте с жидкостью являются удельная свободная поверхностная энергия н поверхностное натяжение а. Для определения условия равновесия фаз при смачивании рассчитьь вают работу, связанную с изменением площадей контакта. Зависимость равновесного краевого угла 0о от поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз твердой подложки, жидкой капли и окружающей их газовой атмосферы, выражается уравнением [c.79]

Флотацию таких веществ можно осуществлять лишь с помощью специальных реагентов. Краевой угол может быть различен для разных образцов одного и того же вещества. Он зависит от состояния поверхности образца (характера излома, степени шероховатости) и от среды (жидкой или газообразной), в контакте с которой был образец до определения 0. Сорбировавшиеся и оставшиеся на поверхности образца молекулы этой среды влияют на значение 6. [c.327]

При контакте жидкости с твердыми телами важной характеристикой является угол, который образуется между поверхностями жидкости и твердого тела — так называемый краевой угол смачивания (угол -O на рнс. 1—12), природа которого будет рассмотрена в гл. П1. Отметим, что угол отражает степень родственности, или, как часто говорят, фнльности поверхности твердого тела и жидкости чем лучше смачивание (.меньше краевой угол), те.м более родственны твердое тело и жидкая среда. При хорошем смачивании твердого тела водой (0<90°) говорят о гадрофильности поверхности, если краевой угол велик (больше 90°) — о ее гидрофобносги. [c.32]

Тенденция более родственной стабилизирующему веществу фазы превращаться в дисцерсионн>то среду наглядно проявляется в эмульсиях, стабилизованных тонко дисперсными порошками. Такая стабилизация возможна при ограниченном избирательном смачивании порошка, т. е. ори конечном краевом угле О < 0 < 180°. При этом порошки обладают способностью к стабилизации той фазы, которая хуже избирательно смачивает частицы, тогда как более родственная фаза оказывается дисперсионной средой. Причины этого становятся ясны из рассмотрения рис. Х-12. В случае капель воды, покрытых гидрофобным порошком (например, уголь), в масляной фазе вода оттесняется из прослоек между частицами вследствие гидрофобности угля, и капли воды при столкновении не могут прийти в непосредственный контакт. Наоборот, гидрофильны порошок (например, мел) защищает своеобразной броней масляную фазу и не позволяет соприкоснуться каплям масла в водной дисперсионной среде, поскольку мерой фильности (родственности) порошка по отношеншо к внешней фазе явяжл-ся краевой угол в условиях избирательного смачивания или с тношение теплот смачивания данной твердой фазы двумя жи.л костями (см. гл. П1, 3). Эти величины представляют собой аналог ГЛБ молекул ПАВ. [c.348]

Исследование поверхностных свойств растворов ПАА в системе раствор - нефть - кварц показало гидрофилизующее действие ПАА, уменьшающее отступающий краевой угол на 20-30°. Кроме того, ири контакте раствора ПАА с полярной углеводородной жидкостью происходят физико-химические процессы, приводящие к некоторому снижению межфазного натяжения. [c.73]

Краевой угол смачивания 0 в контакте жидкости с пов-стью твердого тела os0 = (а — tJ/ t где а , ст (-уд-своб. поверхностные энергии твердого тела на границе с газом и жидкостью, ст,-П. н. жидкости (закон Юнга, см. Смачивание). [c.589]

Обычная термодинамическая трактовка случая III предполагает поверхность раздела фаз столь же идеально гладкой, как и в случае контакта флюидов. Поэтому применять выводы этой трактовки к реальным ситуациям следует с осторожностью. Особенностью кристаллических тел является анизотропия поверхностного натяжения — его зависимость на данной грани от направления (в противоположность свободной поверхностной энергии). Поверхностное натяжение может также меняться в зависимости от состояния деформации твердого тела, В работе Русанова [4] рассмотрено влияние деформации на краевой угол, что открывает возможность экспериментального обнаружения этого эффекта на эластичных телах, хотя и не позво.пяет определять абсолютные значения поверхностного натяжения. [c.8]

Второй фактор определяет способность поверхности кремнезема к смачиванию. Краевой угол и электрокинетический потенциал, образуемые между водой и прозрачным кварцевым стеклом, измерялись на поверхности, которая предварительно была гидрофобизирована проведением реакции с (СНз)з81С1. Через некоторое время после начала контакта между водой и образцом исходная гидрофобная поверхность приобретала способность к смачиванию (краевой угол становился равным нулю), несмотря на то что метильные группы все еще сохранялись на поверхности. После удаления физически адсорбированной воды поверхность снова становилась гидрофобной. (Вполне вероятно, что поверхность не покрывалась полностью метильными группами.) В том случае, когда поверхность покрывается близко расположенными углеводородными группами, то она не проявляет такого обратимого поведения это было доказано на примере эстерсилов, поверхность которых покрыта плотно упакованными бутильными группами, что позволяет сохранять гидрофобные свойства при нахождении образца в воде в течение месяцев. [c.894]

Следствием адгезии является смачивание - поверхностное явление, наб]тюдаелюе при контакте жидкости с твердым телом. Основные параметры смачивания равновесный краевой угол смачивания 6, работа адгезии а, теплота смачивания Qfv [c.90]

Контакт жидкостей, пересыщенных растворенным газом или перегретых выше температуры кипения, с другими поверхностями (с твердыми телами или с другой несмешивающейся с первой жидкостью) оказывает большое влияние на зародышеобразова-ние и, соответственно, на газовыделение [54—56]. Как пример, следуя работам Тодеса по термодинамике выделения новой фазы на твердых поверхностях [24, 26, 48, 54, 55], рассмотрим термодинамические условия выделения газа (пара) на твердой стенке, краевой угол смачивания которой жидкостью равен 0. [c.25]

Изменение краевого угла при контакте воды с нафталином в диапазоне температур 10—80°С характеризуется величиной dQldt = —0,13, т. е. краевой угол снижается с ростом температуры [c.82]

Растекание прекращаётся, когда левая часть выражения (111,20) становится равной нулю, а краевой угол изменяется до вд. Таким образом, краевой угол изменяется с течением времени контакта капли с твердой поверхностью и без указания этого времени становится мало пригодным для оценки смачивания. [c.87]

Площадь контакта пузырька с твердой поверхностью и краевой угол. При контакте пузырька с поверхностью в результате наличия газового включения образуется площадь контакта между пузырьком и твердой фазой (см. рис. IV, 1). Адгезия пузырька в соответствии с формулой (IV, 1) в значительной мере определяется величиной этой площади. В случае, когда пузырек окружен жидкостью, радиус площади контакта его,с поверхностью может быть определен из следующих соображений . Капиллярное давление внутри пузырька 2сгжг// о уравновешивается поверхностным жидким слоем, образующим пузырек, т. е. [c.118]

Связь между объемом пузырька и радиусом площади контакта для различных краевых углов приведена на рис. IV, 2. Данные этого рисунка получены расчетным путем с использованием таблиц Бэшфорта — Адамса и для некоторых случаев, в частности, когда краевой угол равен 90°, проверены экспериментально [c.119]