Способ определения краевого углаСМАчиВАНия Советский патент 1981 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к фидйкЬ-химнческому анализу и может найти применение при контроле взаимодействия конст рукционных материалов цилинарической формы ;С жиакими брецами и определении адгезионнык характеристик текучих сред. Иавестеи способ измерения краевого угла смачивания на плоской поверхности по максимальному аавлению В капле жвакости, когда капля жиакости фс мируется в щелевом зазоре, образованном исследуемой поверхностыр и диском с острыми краями, а жидкость подается снизу через трубку, присоединенную к отверстию в диске tljОднако указанный способ не првгоаен ОЛЯ измерения краевого yrvia смачивания на образцах цилиндрической формы. Наиболее близким по технической сущяости к предлагаемому является способ определения краевого угла смачивания жидкости по возвышению периметра смачивания над плоским разделом жидкости. наблюдаемого при погружении в нее цилиндрического стержня l2j. Недостатком данного способа является то, что проводятся визуальные измерения высоты поднятия смачиваемого периметра, что приводит к большим погреш- . ностям измерения Способ не дает возможности проводить визуальные измерения углов смачивания больщих 90 . Кроме того, при измерениях на легко испаряющихся жидкостях возможны значительные погрешности измерения угла смачивания, возникающие за счет конденсации паров жидкости на цилиндре. При измере-, НИИ в агрессивных средах возможно загрязнение окружающей среды. 11анный способ обладает малой производительностью проведения измерений. иель, изобретения - повышение точности и производительности определения краевого угла смачивания. Поставленная-цель достигается тем, что в способе определения краевого угла смачивания, заключающемся в формирова38НИИ мениска на внешней поверхности цилинарнческого образца, мениск жидкое ТВ формируют в капиллярном концентрическом зазоре вокруг образца и измеряют капиллярное давление в момент разрушения мениска, по которому определяют величину краевого угла смачивания. Расчетная формула получается из решения уравнения Лапласа и имеет вид (-), где б « краевой угол смачивания; И - разность уровней жидкости; - величина зазора; 6 - коэффициент поверхностного натяжения жидкости; /у - плотность жидкости; Г0 - радиус образца. , На чертеже; представлена принципиаль ная схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит цилиндр 1 с крь кой 2, имеющей коническое отверстие с острой кромкой, помещенный в сосуд 3, который заполняется рабочей жидкостью. Исследуемый образец 4 вертикально расположен в цилиндре 1 и герметично закреплен is зажимах верхнего 5 и нижнего 6 фланцев сосуда 3. Измерение уровня жидкости производят по водомерному стеклу 7. Изменение уровня жидкости (.с осуществляется путем изменения объема сильфона 8, УГОД смачивания «измеряется следующим образом. Путем планового изменения объема сильфона 8 заполняется сосуд 3 исследу емой жидкостью выше крышки 2 цилиндр 1. Затем производят медленное опускание уровня жидкости в сосуде 3 да чет растяжения сильфона, в зазоре, образованном исследуемым образцом 4 и повер

ностью крышки 2, формируется мениск, столб жидкости внутри цилиндра 1 остается постоянным, а уровень жидкости в проме){суткв между цилиндром 1 и сосудом 3 продолжает опускаться. Когда ка- пвплярное давление в зазоре становится равным давлению столба жидкости Н (Н - разность уровней жидкости внутри цш1индра и промежутке между цилиндром и сосудом), мениск разрушается и масса жидкости внутри цилиндра падает вниз, что создает скачок уровня жидкости в сосуде 3. Момент скачка уровня жидкости в сосуде 3 служит для отсчета величины Н. По величине Н определяют

принятые во внимание при экспертизе

1.Кокорев Л. С. и Смирнов А. А. Эффективный краевой угол при кипении

жидкости.-Врпросы теплофизики ядерных реакторов. Под ред. В. И. Субботийа, выпуск4, Атомиздат, 1974, с. 72-76.

2.Сб. Физическая, химия поверхност- ных явлений при высоких температурах.

Хантадзе Д. В., ЧантурИя 3. А., Окроащвили Т. Г. (Оникашвили Э. Г, и Церцвад-,{ зе Т. Г. Определение капиллярных свойств жидкости п6 форме поверхности, образуемой ее плоским разделом вокруг цилиндра, Киев, Наукова думка , 1971, 8286 (прототип). 1 капиллярное давление и рассчитывают краевой угол смачивания,„ В качестве тарировки установки проводится серия опытов на установке с раз- рерами (Г- яО,5 мм, Гд 2,5 мм. Рабочей жидкостью является дистиллированная вода при атмосферном давлении и при температуре от 20 до ЭСРС. Полученные значения краевого угла смачивания соответствуют данным, .имеющимся в литературе. Использование предлагаемого способа дает возможность измерения угла смачивания на поверхшэсти цилиндрических об- разцов различного диаметра и различной длины (путем , перемещения образца в зажимах), что значительно угГрошает из- , мерения и повышает их производительность. . Кроме того, способ позволяет проводить измерения в герметичном объеме в атмосфере собственных паров, для агрессивных жидкостей и различных температурах. При данном способе измерения краевого угла смачивания используются небольшие количества рабочей жидкости, Формула изобретения Способ определения краевого угла смачивания, заключающийся в формировании мениска на внешней поверхности цилиндрического образца, отличающийся тем, что,с целью повышёния производительности и точности измерения, мениск жидкости формируют в капиллярном концентрическом зазоре вокруг образца и измеряют капиллярное давление в момент разрушения мениска, по которому определяют величину краевого угла смачивания. Источнийи информации,