面张力测试原理
界面张力测试的原理主要基于测量两种不同液体之间接触界面的表面张力。测试过程中,界面张力仪通过拉伸两种不同液体之间的界面来测量表面张力,从而得到表面张力的大小。
界面张力仪主要由扭力丝、铂金环、试样托架、刻度盘、游标指针、支架、杠杆架、微调蜗轮副、测试蜗轮副、试样支架等关键部件组成。其工作原理是将高频感应微小位移自动平衡测量系统应用到扭力天平上。当作用到铂环上的力发生改变时,与铂环所连接的平衡杆在两个涡流探头中产生位移,使两个涡流探头中产生的电感量发生变化。界面张力测定仪采用快响应电磁力平衡传感器,提高了测量精度与线性度。
在测量过程中,通过测试蜗轮副的旋转对扭力丝施加扭力,并使该扭力与液体液面接触的铂金环对液体的表面张力平衡。当扭力丝的扭力继续增大,被测液体表面被拉破时,扭力丝扭转的角度,在刻度盘上的游标指示出来的值,就是张力值,用M表示,单位为mN/m。最后,将M值乘以效正因子F,即可得出液体实测的表面张力值和界面张力值δ。
此外,界面张力仪也可以采用威廉(Wilhelmy)片法进行测量。该方法使用一个垂直悬挂的铂片,其几何形状已知,铂片表面进行了粗糙化处理以提高其润湿性。装有待测液体的容器缓慢上升,直至铂片的底边与液面接触。由于表面张力的存在,液体对铂片产生一个向下的拉力Fw,即Wilhelmy力。通过测量这个力,可以计算出液体的表面张力。
总的来说,界面张力测试的原理主要是基于表面张力的定义和性质,通过特定的仪器和测量方法,来定量测定液体表面张力和界面张力的大小。这对于理解液体的性质和行为,以及研究和应用液体界面现象具有重要意义。