高表面能固體的潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)及表面張力計(jì)算

《高表面能固體的潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)及表面張力計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、第26卷第6期材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)總第116期Vol126No16JournalofMaterialsScience&EngineeringDec.2008文章編號(hào):167322812(2008)0620932205高表面能固體的潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)及表面張力計(jì)算羅曉斌,朱定一,喬衛(wèi),石麗敏(福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,福建福州350108)【摘要】采用座滴法在1100℃及氬氣與CO混合氣氛的環(huán)境中,研究了Au、Ag、Cu、Ge、Sn五種金屬在Al2O3、SiO2、ZrO2、高定向熱解石墨的(0001)基面四種固體表面上的潤(rùn)濕性,用ADSA滴形分

2、析軟件測(cè)量了接觸角。通過(guò)新的理論方程分別計(jì)算了四種固體材料的表面張力。結(jié)果表明,在同一種陶瓷表面上,接觸角隨著金屬液體表面張力的增加而增大,所計(jì)算的固體表面張力數(shù)值具有較好的一致性,表明所建立的理論公式能夠正確反映液、固、氣三相之間的張力平衡關(guān)系。在1100℃時(shí),上述四種固體材料表面張力的平均值分別為340.24、457.79、-2)357.52、431.35(mJ·m?！娟P(guān)鍵詞】高表面能固體;表面張力;座滴法;接觸角;潤(rùn)濕性中圖分類號(hào):TB333;O647文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AWettabilityofHighSurfaceEnergySo

3、lidanditsSurfaceTensionCalculationLUOXiao2bin,ZHUDing2yi,QIAOWei,SHILi2min(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou350108,China)【Abstract】ThewettingofAu,Ag,Cu,GeandSnontheAl2O3,SiO2,ZrO2and(0001)basalplaneofhighlyorientedpyrolyticgraphite(HOPG)was

4、investigatedbysessiledropmethodunderargonmixtureCOatmosphereat1100℃.ThecontactanglesweremeasuredbyADSAsoftware.Thesurfacetensionsoffoursubstrateswerecalculatedbynewtheoreticalequation.Theresultsshowthatthecontactanglesonthesameceramicsurfaceincreasewithanincreaseofliqui

5、dmetalsurfacetensions,thesolidsurfacetensioncalculatedwiththenewtheoreticalequationiswellconsistent,whichindicatesthattheestablishingtheoreticalformulacancorrectlyreflecttheequilibriumrelationoftensionamongliquid,solidandvaporphases.Theaveragevaluesofsurfacetensionoffou

6、rsubstratesmentionedaboveare340.24,457.79,357.52,431.35(mJ·-2)respectivelyat1100m℃.【Keywords】highsurfaceenergysolid;surfacetension;sessiledropmethod;contactangle;wettability性實(shí)驗(yàn)時(shí),高溫狀態(tài)下的氧化、吸附、界面反應(yīng)等因素使實(shí)1引言驗(yàn)測(cè)定難度進(jìn)一步增大,其次采用Young方程γsg=γsl+γlgcosθ進(jìn)行測(cè)量計(jì)算時(shí),式中固體表面張力γsg和液固界面張表面張力是一

7、個(gè)重要的熱力學(xué)參量,所謂高表面能固力γsl兩個(gè)參量均屬未知,使得方程無(wú)法求解,目前多采用溫-2[1,2][1,2]體是指表面張力大于100mJ·m的固體,如陶瓷、金屬及度外推法、溶解熱法來(lái)計(jì)算高表面能固體的表面張[3]其氧化物等。由于金屬/陶瓷的潤(rùn)濕性與金屬基復(fù)合材料力,此外人們還利用內(nèi)聚能理論和斷鍵模型以及分子動(dòng)[4]的開發(fā)、硬質(zhì)合金和涂層材料的生產(chǎn)、金屬與陶瓷的焊接、力學(xué)模擬等方法對(duì)表面張力進(jìn)行估算,但由于實(shí)際表面冶金過(guò)程中金屬與渣的分離等密切相關(guān),獲取固體材料的狀態(tài)的復(fù)雜性,不同研究者所得到的估算值有很大的差異,[5,6]表面張

8、力數(shù)據(jù)對(duì)于科學(xué)研究及工業(yè)生產(chǎn)極為重要。但由于數(shù)值分散性較大。最近朱定一等通過(guò)建立新的潤(rùn)濕性固體表面的原子失去了流動(dòng)性,通過(guò)試驗(yàn)直接測(cè)量其表面表征體系,推出了固體表面張力γsg與接觸角θ和液體表面張力目前存在一定的困難,特