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界面張力儀的工作原理有哪些
界面是指兩相接觸的約幾個(gè)分子厚度的過(guò)渡區(qū)，如其中一相為氣體，這種界面通常稱(chēng)作為表面。 嚴(yán)格說(shuō)表面應(yīng)是液體和固體與其飽和蒸汽之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與空氣的界面稱(chēng)為液體或固體的表面。 與表面張力不同，處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其作用力未必能相互抵消。因此界面張力通常要比表面張力小得多。
界面張力儀根據(jù)測(cè)試原理的不同可分為二種：鉑金環(huán)法和鉑金板法。
鉑金環(huán)法
鉑金環(huán)法是一種傳統(tǒng)的測(cè)試方法，從發(fā)明到現(xiàn)在有約70年左右的時(shí)間。它是用直徑0.37mm的鉑金絲做成周長(zhǎng)為60mm的環(huán)。測(cè)試時(shí)先將鉑金環(huán)浸入二種不相混合液體的界面(或液面)下2-3mm，然后再慢慢將鉑金環(huán)向上提，環(huán)與液面會(huì)形成一個(gè)膜。膜對(duì)鉑金環(huán)會(huì)有一個(gè)向下拉的力，測(cè)量整個(gè)鉑金環(huán)上提過(guò)程中膜對(duì)環(huán)所作用的最大力值，再換算成真正的界面(表面)張力值。由于這種方法測(cè)試起來(lái)比較麻煩，測(cè)試誤差也比較大，已迅速被鉑金板法所取代。
鉑金板法
鉑金板法應(yīng)用的歷史在國(guó)外也不到20年，進(jìn)入國(guó)內(nèi)就更晚了?；阢K金板法的表面/界面張力儀技術(shù)要求高、制造難度大，真正被國(guó)內(nèi)用戶(hù)廣泛使用的還是近幾年隨著國(guó)產(chǎn)鉑金板法的全自動(dòng)表面/界面張力儀的研發(fā)成功并投入市場(chǎng)。
鉑金板法是用24mm×10mm×0.1mm的鉑金板，表面進(jìn)行噴砂粗化處理，為的是更好地與被測(cè)液體潤(rùn)濕。測(cè)試時(shí)將鉑金板輕輕地接觸到界面(或表面)，由于液體表面張力的作用會(huì)將鉑金板往下拉，當(dāng)液體的表面張力及其他相關(guān)的力與儀器測(cè)試的反向的力達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)試值就穩(wěn)定不變，如果是蒸餾水、乙醇等純物質(zhì)，整個(gè)測(cè)試過(guò)程最快只有幾秒鐘。
鉑金板法具優(yōu)點(diǎn)
鉑金板法測(cè)量的是液體的界面(或表面)張力的平衡值，鉑金環(huán)法測(cè)試的是液體的界面(或表面)的最大力值。相比較，鉑金板法具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
1.鉑金板法可測(cè)量液體界面(或表面)張力隨時(shí)間的變化：鉑金板法測(cè)量時(shí)是一直接觸被測(cè)液體的，只要液體的界面(表面)張力發(fā)生變化，測(cè)試值就會(huì)有變化，如果選用數(shù)據(jù)處理軟件還可觀(guān)測(cè)的界面(表面)張力隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。
2.可方便地測(cè)量中高粘度液體的表面張力：鉑金環(huán)法測(cè)試時(shí)需要鉑金環(huán)向上提升，在此過(guò)程中除了表面張力的作用外還有粘力作用。
3.測(cè)試精度高：鉑金板不易變形，鉑金環(huán)太容易變形。環(huán)的不規(guī)則圓、不平整會(huì)影響界面(表面)張力的測(cè)試精度
4.使用方便：鉑金板測(cè)試值就是表面張力值，不需換算；鉑金環(huán)測(cè)試的是最大力值，需要換算。鉑金板清洗方便，不易變形。