Wilhelmy板法

这个方法用于测量液体的表面张力（SFT），两种液体间的界面张力（IFT）和液体与固体间的接触 角。这个力通过作用在垂直的被浸没的板起作用。

背景

当一个垂直悬挂的板接触到液体的表面或界面时，然后力F的作用，这个力和表面张力或界面张力σ相关，并且与接触角θ相关：

板的润湿长度L等于它的周长。为了测量到力F，板被固定在表面张力仪的力传感器上。

测量方法

• 测量表面张力和界面张力：由于化学惰性和易清洁性，铂在SFT或IFT测量时作为板材料被选择。同时由于其非常高的表面自由能，润湿效果非常理想，通常和液体形成0°的接触角θ（cos θ = 1)。所需的变量σ可以直接通过测量力来获得。与表面在测量过程中易变形的Du Noüy准静态环法不同，板法完全是静态的。这使得它可以记录SFT或IFT随时间的变化，以及到达平衡时的结束值。
• 测量接触角：为了测量接触角，要将固体样品（通常为板形）浸没在一种已知表面张力的液体中。接触角能够从变换的Wilhelmy方程中计算得到：

通过Wilhelmy方法，动态接触角通常通过将固体片缓慢浸入液体，而后退出来测量。在润湿过程中测量前进角，在去润湿过程中测量后退角。

 

固体的润湿周长L（液面位置的周长）必须已知，并且不能随润湿深度变化。为了测量润湿周长，可以用一种已知能最佳润湿（铺展）的液体进行测量，这种已知表面张力的液体与它的接触角为0°（cos θ = 1）。

 

Wilhelmy接触角的结果可以用于确定固体表面自由能。

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