ความสัมพันธ์ระหว่างการทดสอบความเครียดผิว และมุมสัมผัส

ความตึงเครียดบนผิวและมุมสัมผัสเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดที่อธิบายการปฏิสัมพันธ์ระหว่างของเหลวและสารอื่น ๆ เช่น ผืนแข็ง, ของเหลว, หรือก๊าซการเข้าใจความสัมพันธ์ของพวกมันเป็นสิ่งจําเป็นในการคาดการณ์พฤติกรรมการชื้นและปรับปรุงการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ.

คํานิยามและความสัมพันธ์

1. มุมสัมผัส:
   มุมสัมผัสถูกสร้างขึ้นที่จุดสัมผัสสมดุล ที่ความตึงเครียดบนผิวของของเหลวพบกับความตึงเครียดบนผิวของของแข็งสะท้อนว่าของเหลวกระจายได้ดีแค่ไหน.

2. การทดสอบความยืดของผิว:
   ความตึงเครียดทางผิว จะวัดแรงที่ทํางานที่ชายแดนระหว่างสองเฟส เช่น น้ําเหลว-น้ําเหลว, น้ําเหลว-ก๊าซ, หรือ น้ําเหลว-แข็งการทดสอบนี้ให้ความรู้ที่คุ้มค่าเกี่ยวกับความเข้ากันและปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน.

3. ความ เชื่อมโยง ระหว่าง สอง อย่าง:
   ความสัมพันธ์นี้ถูกกํากับโดยสมการของยองซึ่งเชื่อมโยงความตึงระบายบนผิวกับมุมสัมผัส ยิ่งมุมสัมผัสเล็กเท่าไหร่ ความชื้นจะยิ่งใหญ่ ซึ่งมักจะตรงกับความตึงระบายบนผิวที่ต่ํากว่า

ลักษณะสําคัญของความสัมพันธ์

1. การคาดการณ์พฤติกรรมการชื้น:

   • การตีความมุมสัมผัส:
     • 0° มุมสัมผัส: น้ําเต็ม; น้ําเหลวแพร่กระจายเต็มที่บนพื้นผิวแข็ง
     • < 90° มุมสัมผัส: การชื้นบางส่วน พฤติกรรมการชื้นที่ดี
     • มุมสัมผัส 90°: จุดเปลี่ยนระหว่างการชื้นและไม่ชื้น
     • มุมสัมผัส > 90°: การชื้นไม่ดี น้ําเหลวไม่กระจาย
     • มุมสัมผัส 180°: ไม่มีการชื้น; น้ําเหลวเป็นฝรั่งที่ไม่ปฏิกิริยากับพื้นผิว
   • ส่งผลต่อความตึงเครียดผิว: ความเครียดที่ต่ําของผิวหน้าส่งเสริมมุมสัมผัสที่เล็กกว่า, ส่งผลให้มีพฤติกรรมการชื้นที่ดีกว่า

2. อิทธิพลของความเครียดบนพื้นผิว:

   • น้ํายาที่มีความตึงเครียดบนผิวที่สูงกว่ามักจะมีมุมสัมผัสที่ต่ํากว่าเมื่อปฏิสัมพันธ์กับวัสดุแข็งทําให้กระจายได้ดีขึ้นบนพื้นผิวแข็ง.

3. การใช้งานในการปรับปรุงความชื้น:

   • โดยศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความตึงเครียดผิวและมุมสัมผัส สามารถปรับการปรับเพื่อเพิ่มความชื้น, การเคลือบ, หรือการติดต่อ
     • สูตรเคลือบ: รับประกันการกระจายและการติดตามบนพื้นผิว
     • การฟื้นฟูน้ํามันและการลอยน้ํา: การปรับปรุงการปฏิสัมพันธ์ระหว่างของเหลวและของแข็ง เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการสกัดที่ดีขึ้น
     • ผ้าและการพิมพ์: การบรรลุการดูดซึมและกระจายสีที่ดีที่สุด
     • ยาฆ่าแมลงและการกันน้ํา: เพิ่มประสิทธิภาพของสเปรย์และเคลือบป้องกัน
     • การ ล้าง และ ทํา ความ สะอาด: การปรับปรุงยาซักฟอกเพื่อให้ผิวผิวเปียกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความ เข้าใจ ที่ ใช้ ได้

• ความสอดคล้องในการวัด: การดําเนินการทั้งการวัดความตึงเครียดและมุมสัมผัส ช่วยให้เข้าใจอย่างครบถ้วนถึงพฤติกรรมของของเหลวบนพื้นฐานที่แตกต่างกัน
• การปรับปรุงวัสดุให้ดีที่สุด: การปรับลักษณะของผิวหรือของเหลว เช่น สารเสริมหรือการรักษา สามารถส่งผลกระทบต่อความตึงเครียดของผิวและปรับปรุงผลของมุมสัมผัสที่ต้องการ

สรุป

ความตึงเครียดทางผิวและมุมสัมผัส เป็นคุณสมบัติที่พึ่งพากันและกัน ที่มีบทบาทสําคัญในการคาดการณ์และปรับปรุงการปฏิสัมพันธ์ของของเหลวและของแข็ง โดยการวิเคราะห์ปริมาตรเหล่านี้วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์สามารถปรับปรุงกระบวนการ เพื่อให้เกิดความชื้นที่ดีกว่า, การเคลือบ และการติดแน่น กระตุ้นการนวัตกรรมในหลายสาขา