目前粉體工程研究的熱點之一是超細粉體的制備和粉體的表面改性,由于粉體的表面性質粉體應用的基礎,因此粉體的潤濕性表征對粉體的改性和應用研究十分重要,例如粉體的潤濕性與分散性之間的關系就是粉體工程的重要課題之一。建立一種可靠的方法直接測定液體在粉體上的接觸角,以及通過這種接觸角測定來表征改性前后粉體表面能的變化,無疑可以給粉體改性研究提供重要的理論依據。

　　有很多科研單位與企業都有在研究粉體材料，粉體接觸角的測量，以及表面改性在業界引起廣泛重視。下面，晟鼎精密作為接觸角測量儀的生產廠家，對粉體的接觸角測量總結有以下兩種方法：

1、滲透法

　　該法的基本原理是:固態粉體間的空隙相當于一束毛細管,由于毛細作用,液體能自發滲透進入粉體柱中(毛細上升效應)。毛細作用取決于液體的表面張力和固體的接觸角,故通過測定已知表面張力液體在粉末柱中的透過狀況,就可以得到有關該液體對粉末的接觸角的信息。具體的測定方法是:將固體粉末以固定操作方法裝入一個樣品測量管中,管的底部有特制的小孔,即能防止粉末漏失,又容許液體自由通過,當管底與液體接觸時,液體在毛細力的作用下在管中上升(如圖所示)

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　　在t時間內上升高度A可由Washburn方程描述:h2=(γRcosθ/2η)?t,式中γ為液體的表面張力,R為粉末柱的有效毛細管半徑,η為液體的粘度,θ為接觸角,t為時間。以h2對t作圖得一直線。直線的斜率k=γRcosθ/2η,進而可求出θ=arccos(2kη/γR)。為了確定R值,一般先用一種對樣品接觸角為零的液體進行實驗,然后再在相同條件下用其他液體實驗,測定θ值。

但必須注意的是,盡管應用Washburn方程設計的透過法能很簡便地測得粉體的接觸角,應用也很廣泛,但透過法本身具有難以彌補的不足之處,即粉末柱的等效毛細管半徑與粒子大小、形狀及填裝緊密度密切相關,所得曲線的線性往往都不是很好,結果不是非常可信。要想用此方法得到相對準確的結果,每次實驗要求粉末樣品及裝柱方法、粉末柱的緊實度必須相同,顯然做到這一點很難。另一方面,當液體的重力相對于Laplace壓力差不能忽略時,將給具體的接觸角測定帶來很大誤差。滲透法適用于親水的粉體材料。

2、座滴法

　　又稱無柄液滴法、躺滴法、座滴法等。根據液面外形求算表面接觸角的一種方法。座滴法操作簡單,常被用來測量各種材料在固態上的接觸角.也可以將粉體壓成片進行測量， 晟鼎精密生產的接觸角測量儀，通過改進座滴法測量鋁合金在粉煤灰上接觸角,自制的壓片器可以有效去除鋁合金表面的氧化鋁膜,改善接觸角的測量.接觸角的變化過程可以通過攝像頭進行連續記錄,可以測量不同時間,不同溫度下的接觸角.采用改進的座滴法測量鋁合金在粉煤灰基片上的接觸角,結果表明,該裝置可以產生規則的橢球形鋁合金液滴,鋁合金在粉煤灰基片上的接觸角最大限度的接近真實角度。

　　使用座滴法的具體操作：我們將粉末材料用兩塊夾片壓平，如下圖（廣西大學貝殼粉體材料）然后進行常規接觸角測量即可（注：如果出現很快被完全潤濕的情況 請確定粉末是否壓緊。如果是屬于吸水材料，使用濾泡法可測得該粉體的接觸角。

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