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什么是曲線擬合法？

假設(shè)液滴的輪廓形狀是正圓或橢圓的一部分，則使用區(qū)間（擬合區(qū)間）內(nèi)的所有觀測坐標(biāo)進(jìn)行最小二乘擬合。通過該計(jì)算，確定正圓或橢圓的參數(shù)，并通過求出端點(diǎn)處的微分系數(shù)來計(jì)算接觸角。切線法假設(shè)輪廓形狀是正圓，但是如果將此結(jié)果與正圓擬合的結(jié)果進(jìn)行比較，您會(huì)發(fā)現(xiàn)正圓擬合使用的坐標(biāo)更多，因此變化較小。在真實(shí)的液滴中，由于重力的影響，輪廓形狀被塌陷，因此與正圓的偏差變大，θ/2方法和正圓擬合的誤差變大。橢圓擬合用于減少這種誤差。但與正圓擬合相比，多了一個(gè)表征曲線的參數(shù)，因此計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定。從數(shù)學(xué)...

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接觸角測量θ/2法 -A半角法

接觸角的測量一般采用θ/2法。可以通過確定液滴的半徑r和高度h并將它們代入下式來確定接觸角。此外，在θ/2法中，還可以通過求出連接液滴的左右端點(diǎn)與頂點(diǎn)的直線相對于固體表面的角度，并將其乘以2來確定接觸角。θ/2方法假設(shè)液滴是球體的一部分，因此它測量液滴體積，從而可以忽略重力的影響。如果有量角器之類的秤，也可以直接讀數(shù)來測量。即使使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，計(jì)算也很簡單，并且可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成處理。液體滴于固體表面上，隨著液體性質(zhì)的不同，液體或鋪展而覆蓋固體表面，或形成一液滴停于其...

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什么是接觸角？

清洗干凈的“干凈”玻璃表面很容易被水潤濕。另一方面，經(jīng)過氟涂層等處理的表面具有防水性。盡管這種現(xiàn)象在日常生活中經(jīng)常遇到，但這種“潤濕”現(xiàn)象在工程領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。當(dāng)液體滴到固體表面上時(shí)，液體由于其自身的“表面張力”而變圓，并且以下公式成立。該方程稱為“楊氏方程”，液滴切線與固體表面之間的角度θ稱為“接觸角”。“接觸角”是非常直觀且易于理解的“潤濕”指標(biāo)，在所有工業(yè)領(lǐng)域中被用作表面評價(jià)方法。《理化詞典》（巖波書店第4版）也指出：“在靜止液體的自由表面接觸固體壁的地方，液體表面與固...

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動(dòng)態(tài)滑動(dòng)法

如前所述，作為液滴去除性的評價(jià)方法，滑動(dòng)角（附著能）比接觸角更有效。然而，滑動(dòng)角表示液滴粘附在固體物體上以防止其滑落的力的極限，與重力的作用相反，并且就液滴去除的難易程度而言，它是一種衡量標(biāo)準(zhǔn)液滴滑落的速度有多快，不包含時(shí)間的概念。換句話說，即使液滴的滑動(dòng)角度很小，也并不一定意味著液滴會(huì)很快滑落。例如，為了確定從具有預(yù)定傾斜角度的擋風(fēng)玻璃或建筑物墻壁上去除附著的液滴的速度，最近對預(yù)定傾斜角度下的液滴的“滑動(dòng)速度”進(jìn)行了研究。“滑動(dòng)加速度”也被認(rèn)可。

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什么是粘附能

當(dāng)使用滑動(dòng)角評估液滴可去除性時(shí)，有兩種可能性：0.比較相同液體體積的滑動(dòng)角度0.傾斜角度固定時(shí)開始滑落的液體量液體體積或傾斜角度必須相同，如果不同，則無法進(jìn)行比較。因此，提出了不受液體體積或傾斜角度影響的指標(biāo)（近似值）。粘附能是由Wolfram通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)水和石蠟的滑動(dòng)角與液滴和固體之間的接觸面半徑r成正比。具體地，在滑動(dòng)角α處，假設(shè)液滴重力的傾斜方向分量和作用在接觸周緣上的附著力平衡，并且以下等式成立。根據(jù)上式，根據(jù)A和B中液體體積與滑動(dòng)角之間的關(guān)系，確定并繪制每...

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接觸角和滑動(dòng)角

直到幾年前，靜態(tài)接觸角還被普遍用作拒水（拒油）的評價(jià)指標(biāo)。換句話說，接觸角為90°或更大，并且液滴越圓，結(jié)果越好。然而，如果您除了排斥液滴之外還尋求去除液滴的性能，那么具有高接觸角的表面不一定具有斥水（或斥油）性能。下面顯示了接觸角不是液滴可去除性指標(biāo)的具體例子。以下是固體表面A和B的比較，兩者均表現(xiàn)出接觸角為100°以上的拒水性。由此看來，B的價(jià)格稍貴，并且B的防水性被認(rèn)為比A更好。然而，當(dāng)測量滑動(dòng)角并比較相同液體體積的滑動(dòng)角時(shí)，很明顯A的滑動(dòng)角比B更小，這意味著它具有更好...

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什么是滑動(dòng)角？

例如，煎鍋經(jīng)過“排斥”油處理，使油漬很難粘在上面。如果擋風(fēng)玻璃經(jīng)過處理可以“排斥”雨水，則無需使用雨刷。此外，將咖啡灑在防水服上也不會(huì)弄臟它。測量滑動(dòng)角是評價(jià)液體和固體的斥水性（斥油性）的有效方法。將質(zhì)量為m的液體滴到水平固體表面上，并使固體樣品逐漸傾斜。當(dāng)傾斜角變?yōu)棣習(xí)r，向下拉液滴的力超過了保持液滴的力，因此停留在那里的液滴開始向下滑動(dòng)。這個(gè)傾角（α）稱為“滑動(dòng)角”，對于相同量的液體，滑動(dòng)角小的表面可以說具有更好的液滴去除能力（更難粘附）。當(dāng)使用滑動(dòng)角評估液滴可去除性時(shí)，有...

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什么是表面自由能？

液滴在固體表面上的接觸角θ由固體表面張力γS、液體表面張力γL以及固液界面張力γSL之間的平衡決定。其數(shù)學(xué)表達(dá)式就是楊氏公式。一般來說，表面張力與潤濕性之間的關(guān)系為液體表面張力小→接觸角小（易潤濕）液體表面張力大→接觸角大（難潤濕）這種關(guān)系成立并用于控制各種應(yīng)用中的潤濕和粘附。然而，現(xiàn)實(shí)中也存在上述關(guān)系不成立的情況。在這種情況下，結(jié)合表面自由能和組分分離概念的方法是有效的。表面張力是由作用在分子之間的分子間力引起的。如右圖所示，由于分子間力作用在各個(gè)方向上，液體表面附近的分子...

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