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測量表面張力的方法和設備

  • 2013/6/8
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  表面張力,是液體表面層由于分子引力不均衡而產生的沿表面作用于任一界線上的張力。通常,由于環境不同,處于界面的分子與處于相本體內的分子所受力是不同的。在日用清潔用品和油墨印刷、以及電鍍行業中,張力的測定和控制對于產品的工藝有著極大的影響,那么如何測量表面張力呢?用什么設備可以測量表面張力?

  測量表面張力的方法有最大氣泡發和鉑金法,這里主要介紹鉑金法測量表面張力和測量液體張力的張力儀

  測定原理

  用鉑片、云母片或顯微鏡蓋玻片掛在扭力天平或鏈式天平上,測定當片的底邊平行面剛好接觸液面時的壓力,由此得表面張力,公式為:

  W總-W片=2γιcosθ

  式中,W總為薄片與液面拉脫時的最大拉力,W片為薄片的重力,ι為薄片的寬度,薄片與液體的接觸的周長近似為21 ,θ為薄片與液體的接觸角。

  方法特點

  此法是1863 年由wilhelmy提出來的,后來Dognon 和Arbribut 將其進行了改進,它具有完全平衡的特點。這是常用的實驗方法之一,設備簡單,操作方便,不需要密度數據,直觀可靠,不僅可用于測定氣一液表面張力,也可用于測定液-液界面張力。精確度可達到0.11mN · m-1。但存在的缺點是, 要求是液體必須很好地濕潤薄片,保持接觸角為零;,不適合高溫高壓和深顏色液體的測定;

  不同方法有不同的優缺點,為了簡化測量過程了,在此基礎上相應的研發出了相應的張力測量設備,德國SITA表面張力儀是根據最大氣泡法研發的表面張力儀,具有便攜式和使用簡單等優點,各種不同的測量模式足以滿足各種不同需要的測量需求。

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