固體表面潤濕性通常用接觸角測定儀來測定,接觸角定義為:在氣液固三相交點處所作的氣-液界面切線與固-液界面之間的夾角。
等離子技術(shù)處理固態(tài)表面之后可以使用接觸角能夠定量地測量表面的潤濕性,通過接觸角測量儀可以直接測量接觸角,下面介紹接觸角的幾種潤濕性情況。如果接觸角等于0時,表明物體完全濕潤,液體在固體表面上有輔助擴展。當接觸角大于零度小于90度,說明表面已經(jīng)部分潤濕,說明表面是親水的。在接觸角為90度時,是潤濕的分界線,在接觸角大于90度時,不潤濕,則為憎水接觸角。液體在固體表面上凝結(jié)成不小的球體,當接觸角等于180度時,完全不潤濕,當液體在固體表面上的接觸角大于150度時,為超疏水接觸角。
固態(tài)表面的吸附:與液體一樣,固體表面的原子或分子的力場也是不均勻的,因此固體表面也有表面張力和表面能量,但是固體分子或原子不能自由運動。固態(tài)表面分子移動困難,固態(tài)表面分子不像液體那樣容易縮縮變形,因此直接測定固態(tài)表面張力非常困難,任何表面都有自發(fā)降低表面能量的趨勢,由于固態(tài)表面難以收縮,所以只有采用降低界面張力的方法來降低表面能量,這也是固態(tài)表面能產(chǎn)生吸附作用的根本原因,當然固態(tài)表面分子或原子不能移動也不是一定的,在高壓下,幾乎所有金屬表面的原子都會流動,當與熔點接觸高溫時,許多固態(tài)表面的尖峰棱角都會變鈍,或者出現(xiàn)一種熔合現(xiàn)象,在加工或結(jié)晶形成過程中,晶體表面總要取自由焓低的晶面才穩(wěn)定。24609