面張力測試原理
界面張力測試的原理主要基于測量兩種不同液體之間接觸界面的表面張力。測試過程中,界面張力儀通過拉伸兩種不同液體之間的界面來測量表面張力,從而得到表面張力的大小。
界面張力儀主要由扭力絲、鉑金環、試樣托架、刻度盤、游標指針、支架、杠桿架、微調蝸輪副、測試蝸輪副、試樣支架等關鍵部件組成。其工作原理是將高頻感應微小位移自動平衡測量系統應用到扭力天平上。當作用到鉑環上的力發生改變時,與鉑環所連接的平衡桿在兩個渦流探頭中產生位移,使兩個渦流探頭中產生的電感量發生變化。界面張力測定儀采用快響應電磁力平衡傳感器,提高了測量精度與線性度。
在測量過程中,通過測試蝸輪副的旋轉對扭力絲施加扭力,并使該扭力與液體液面接觸的鉑金環對液體的表面張力平衡。當扭力絲的扭力繼續增大,被測液體表面被拉破時,扭力絲扭轉的角度,在刻度盤上的游標指示出來的值,就是張力值,用M表示,單位為mN/m。最后,將M值乘以效正因子F,即可得出液體實測的表面張力值和界面張力值δ。
此外,界面張力儀也可以采用威廉(Wilhelmy)片法進行測量。該方法使用一個垂直懸掛的鉑片,其幾何形狀已知,鉑片表面進行了粗糙化處理以提高其潤濕性。裝有待測液體的容器緩慢上升,直至鉑片的底邊與液面接觸。由于表面張力的存在,液體對鉑片產生一個向下的拉力Fw,即Wilhelmy力。通過測量這個力,可以計算出液體的表面張力。
總的來說,界面張力測試的原理主要是基于表面張力的定義和性質,通過特定的儀器和測量方法,來定量測定液體表面張力和界面張力的大小。這對于理解液體的性質和行為,以及研究和應用液體界面現象具有重要意義。