基于轴对称液滴轮廓曲线和重量的液体界面张力测量方法技术

本发明专利技术涉及液相物质性能测试技术领域，特指一种液相物质界面张力测量的方法，该方法是测量出待测液滴的重量G；液滴高度H、液滴轮廓曲线在顶点处的曲率半径R、液滴轮廓曲线与辅助测试平台上表面的两接触点间距2r以及液滴轮廓曲线与辅助测试平台上表面形成的接触角θc，然后根据公式计算出液相物质界面张力。本发明专利技术通过测量液滴重量及液滴轮廓曲线的简单的几何参数即可实现对液相物质界面张力的测量，测量中不需要对曲线进行复杂的积分和微分处理，不需要对复杂方程进行求解。直接基于液滴轮廓曲线的参数进行测量，不需要将理论液滴轮廓曲线与实验液滴轮廓曲线进行比较，使测量过程中的误差源得到控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液相物质(液体或高温熔体等)性能测试
，特指一种通过测量轴对称液滴轮廓曲线的几何参数和液滴重量实现液相物质界面张力测量的方法，其适用于所测量的液相物质形成的小液滴能在辅助测量平台表面具有大于30°接触角的情况下的液相物质界面张力的测量，尤其适用于仅具有小体积量的液相物质界面张力以及极端条件如高温高压(或低压)条件下的液相物质界面张力的测量分析。
技术介绍
液相物质界面张力是液相物质的一个重要特性，是决定液相物质宏观状态和行为的重要因素。因为界面张力的存在，小液滴总趋于球形，液体在细小管道内部才具有毛细效应，液滴在超疏水表面上才具有较大的接触角。不仅如此，界面张力还是某些微小生物体如细胞的特殊形状以及铸造或注塑成型等高温情况下的材料充填能力的重要影响因素。总之，界面张力对液相物质的状态和行为起到重要的控制作用，而对界面张力的测量是研究界面张力作用的基础。因此，在工程应用中，开发出具有广泛应用范围(尤其是极端条件)的液相物质界面张力测量方法对控制液相物质行为和状态具有重要意义。到目前为止，对液相物质界面张力的测量方法主要有毛细管上升法、du Nouy环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、滴外形法、滴体积法、最大气泡压力法、震荡射流法、毛细管波法等。其中滴外形法具有液体体积需求小、可适用于极端条件、简单方便等优点得到广泛关注[A. ff. Adamson and A. P. Gast, PhysicalChemistry of Surfaces(Wiley, NewYork, 1997)，p. 362.]。滴外形法的实施过程是首先获取在辅助测试平台面上自然形成的液滴轮廓曲线；再尝试性地选择计算参数，通过数值计算方法计算理论液滴轮廓曲线；t匕较实验轮廓曲线和理论轮廓曲线并考察它们的吻合度，若吻合度满足要求则从选择的计算参数推导出界面张力，若吻合度未满足要求则调整计算参数计算出理论轮廓曲线并再次与实验轮廓曲线进行比较，如此循环直至计算出的轮廓曲线与实验轮廓曲线取得较理想的吻 在滴外形法中，需要根据计算参数通过数值计算方法计算出理论液滴轮廓曲线。数值计算的理论依据为液滴形状与液体界面张力和界面内外压强差有直接关系，可通过Laplace公式描述，在任意的一点界面内外压差为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液滴重量和液滴几何参数的液相物质界面张力测量方法，是：（1）测量出待测液滴的重量；（2）采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片，对图片进行处理提取液滴轮廓曲线，根据液滴轮廓曲线测量出中液滴高度、液滴轮廓曲线在顶点处的曲率半径、液滴轮廓曲线与辅助测试平台上表面的两接触点间距以及液滴轮廓曲线在接触点的接触角，（3）然后根据公式计算出液相物质界面张力；其中γ为液相物质界面张力，ρ为液相物质的密度，g为重力加速度，r为液滴轮廓曲线与辅助测试平台上表面的两接触点间距离的一半，H为液滴高度，G为液滴重量，θc为液滴轮廓曲线与辅助测试平台上表面间形成的接触角，R为液滴轮廓曲线在顶点处的曲率半径。FDA00002640461900011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种基于液滴重量和液滴几何参数的液相物质界面张力测量方法，是 (1)测量出待测液滴的重量； (2)采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片，对图片进行处理提...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，金卫凤，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：