Устройство для определения краевого угла смачивания пористых и порошковых материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения краевого угла смачивания жидкостью твердых материалов, в т.ч. пористых и порошковых, и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства при определении физико-химических свойств на границе раздела фаз.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения экспрессного определения краевых углов на- текания, оттекання и равновесного угла смачивания.

Па чертеже приведена схема устройства для определения краевого угла смачивания.

Устройство содержит корпус 1, изолированный от внешней среды крышкой 2 из оптически прозрачного материала, установленные в нем пластины 3 и 4 исследуемого материала, между которыми находится исследуемая жидкость 5. Пластины 3 и 4 установлены с переменным зазором а вертикально. Пластина 4 установлена жестко в пружинном параллелограмме 6, который позволяет плавно изменять зазор между пластинами 3 и 4 в процессе измерений, обеспечивая прецизионную параллельел

4 со ьэ

СО

оо

ность пластин между собой. Пластина 3 установлена на горизонтальной сферической подпружиненной опоре 7, размещенной в седле 8.

Исследуемая жидкость 5 находится также в подъемной кювете 9 ниже пластин 4 и 3, что обеспечивает естественное заполнение зазора между ними инфильтрацией под действием ка- пиллярных сил. Кювета 9 снабжена винтом 10 для ее перемещения в вертикальном направлении, а пружинный параллелограмм 6 - винтом 1 1 для его перемещения по горизонтали.

Форму мениска жидкости в зазоре между пластинами 3 и 4 регистрируют с помощью оптической системы получения .

Устрсин тво работает следующим образом.

Пластины 3 и 4 из исследуемого материала устанавливают на горизонтальной сферической подпружиненной опоре 7 и пружинном параллелограмме 6. Горизонтальная сферическая подпружиненная опора 7 позволяет пластине 3 занимать любое положение отно- ительно седла 8. Пружинный параллелограмм позволяет пластине 4 переме- щаться параллельно начальному положению и изменять тем самым зазор а. Винтом 11 перемещают пружинный параллелограмм 6 с пластиной 4 до касания с пластиной 3, а затем до отрыва последней вместе с горизонтальной сферической подпружиненной опорой 7 от седла 8. При этом за счет пружины сферической опоры 7 выбирается возможная при установке непараллельност пластин 3 и 4. Вращая винт 11 в обратном направлении, пластину 4 вместе с пластиной 3 отводят до касания последней вместе с горизонтальной сферической подпружиненной опорой 7 седла 8, а затем - до восстановления зазора на 20-40% меньше среднего размера пор или частиц, из которых состоит исследуемый материал. Пластина 3 вместе с горизонтальной сферичес

Q „ ,-

5

кой подпружиненной опорой 7 занимает устойчивое положение в седле 8, при этом обеспечивается параллельность пластин 3 и 4 во время измерений. После восстановления зазора кювету 9 винтом 10 поднимают до контакта жидкости 5 с пластинами. Жидкость под действием капиллярных сил начинает заполнять зазор.

В процессе подъема жидкости совмещают оптическую систему с мениском жидкости в зазоре между пластинами 3 и 4, регистрируют профиль мениска жидкости, по которому измеряют радиус кривизны мениска и рассчитывают краевой угол натекания.

После прекращения видимого подъема жидкости (практически до снижения скорости подъема до 1 мм/мин), что достигается за 5-10 мин, увеличивают зазор со, до «7 на 30-50%. Мениск -жидкости начинает опускаться. В процессе опускания жидкости измеряют радиус кривизны мениска и рассчитывают краевой угол оттекания.

Равновесный краевой угол смачивания определяют по радиусу кривизны мениска после прекращения опускания жидкости.

Формула изобретения

Устройство для определения краевого угла смачивания пористых и порошковых материалов, содержащее сосуд для жидкости, в котором расположены две параллельные плоские пластины из исследуемого материала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения экспрессного определения краевых углов натекания, оттекания и равновесного краевого угла смачивания, одна из пластин установлена на пружинном параллелограмме с возможностью горизонтального перемещения, а другая - на горизонтальной сферической подпружиненной опоре.

I 6

10

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения краевого угла смачивания жидкостью пористых материалов, и может быть использовано при исследовании физико-химических свойств на границе раздела фаз. Целью изобретения является повышение информативности путем обеспечения экспрессного определения краевых углов натекания, оттекания и равновесного краевого угла смачивания. С этой целью одна из параллельных пластин установлена на пружинном параллелограмме с возможностью горизонтального перемещения, а другая - на горизонтальной сферической подпружиненной опоре. 1 ил.

Редактор И.Рыбченко

Составитель А.Кощеев

Техред М.Ходанич Корректор О.Ципле

Заказ 396

Тираж 484

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное