Способ определения краевого угла смачивания

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 1)4 С 01 М 13/О 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ(71) Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 823981, кл. С 01 В 13/02, 1980.Хантадэе Д.В., Чантурия З.А., Окроашвили Т.Г., Оникашвили З.Г.и Церцвадще Т,Г. Определение капиллярных свойств жидкости по форме поверхности, образуемой ее плоским разделом вокруг цилиндра. В кн.: Физическая химия поверхностных явлений при высоких температурах. Киев: .Наукова дум- ка, 1971, с.82-86.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАЕВОГОУГЛА СМАЧИВАНИЯ(57) Изобретение может найти применение при контроле взаимодействия конструкционных материалов цилиндрической формы с жидкими средами и опреде,80223086 А ленин адгезионных характеристик жидких сред при различных температурах.Цель изобретения - расширение области,применения способа путем обеспеченияизмерений в оптически непрозрачныхсредах. Способ заключается в погружении цилиндрического образца из исследуемого материала в жидкость и опреде.ленин высоты мениска жидкости, по ве"личине которой рассчитывают краевойугол. Образец погружают в жидкостьпри непрерывном измерении его массыи вертикальнойкоординаты. Регистрируют координату, соответствующуюскачкообразному изменению массы. За"тем поднимают образец из жидкостисо скоростью, обеспечивающей сохранение равновесного краевого угласмачивания при непрерывном измерении его массы и вертикальной координаты. Регистрируют координату, соответствующую началу нелинейного изменения массы образца, после чего определяют высоту мениска по разностиполученных значений координат, 1 ил.,Рбочей жидкости,- плотность рабочей жидкося - ускорение свободного падения тел;Ь - высота равновесного перимйра смачивания;Ь - высота касания цилиндромрабочей жидкости.На чертеже представленаальная схема устройства натяжение рапринцидля ре12230Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способуфизико-химического анализа жидкостей,и может найти применение при контролевзаимодействия конструкционных материалов цилиндрической формы с жидкими средами и определении адгезионныххарактеристик жидких сред при различных температурах.Цель изобретения - расширение об Оласти применения способа путем обеспечения измерений в оптически непроз.рачных средах,Сущность изобретения заключаетсяв следующем,15Находящийся над жидкостью цилиндропускают до момента касания жидкости,который определяют по скачку показаний веса или, если жидкость электропроводна, по появлению электрического сигнала в системе исследуемыйобразец - жидкость. В этот момент фик-сируют высоту нулевого уровня, послечего образец поднимают со скоростью,обеспечивающей сохранение равновесного краевого угла смачивания, до кромки периметра смачивания жидкостью,ЕМ соответствует начало нелинейногоизменения массы цилиндра.с высотойего поднятия. По разности высотыпериметра смачивания и нулевого уровня рассчитывают краевой угол смачивания. Измерение высот осуществляется микровинтом, имеющим шкалу перемещений. Ддя взвевввания образца используются электромеханические весы.Расчетная формула получается изрешения уравнения Лапласа и имеетвид:Ь -Ь Кв - сов 60,809+18( ( т ц 4а аф К(1+вищализации предлагаемого спосо ба.Устройство содержит кронштейн с микровинтом 1, имеющим шкалу переме-щений, корпус весов 2 с отверстием для откачки воздуха и создания инертной атмосферы, который крепится к микровинту 1, электромеханические весы 3 с выводами кх показаний на потенциометр, ячейку 4 с герметично закрываемой пробкой, тигель 5 с исследуемой жидкостью, исследуемый образец 6, нить 7 которой образец 6 соединяется с электромеханическими весамн 3, вертикальный цилиндрический шлиф 8 для свободного перемещения весов. Ячейка помещена в высокотемпературную печь 9, шлиф 8 и корпус весов 3 скреплены ваку- умно-плотным соединением 10.Кварцевый цилиндр 6 радиуса К= 0,025 см, находящийся, над дистиллированной водой, медленно опускают микровинтом 1 вплоть до момента касания с нею. Вес цилиндра до соприкосновения его с водой, отвечает показанию цифрового ампервольтметра ФЗО 11,4 В. В момент касания он скачкообразно возрастает до 18,6. Касание происходит на высоте Ь41,655 см.При подъеме цилиндра до высоты Ь" 41,743 см со скоростью, при которой после прекращения подъема на любой стадии значение массы смоченного цилиндра оставалось таким же, как и при непрерывном подъеме, наблюдают линейное возрастание массы с высотой вплоть до 18,8 В, затем оно становится нелинейным. Зная разность высот Ь- Ь щ 0,088 см, по формуле, определяют угол смачивания 9 28 Эта величина удовлетворительно согласуется с литературньви данными по углу смачивания кварца водой. Способ проверяют и в случае определения краевого угла смачивания солевыми расплавами твердых тел при высоких температурах на примере графита в расплавленном хлориде калия при 800 С, Причем из-за большого времени установления равновесного краевого угла смачивания на пористой поверхности графита графитовый образец поднимают ступенчато над поверхностью расплава с шагом 0,005 см, измеряя при каждой остановке после установления равновесного краевого угла смачивания его массу, вплоть до высотыСоставитель А.КощеевТехред Г.Гербер орректор С. Шекмар ктор С Патр Тираж 778 сударственного коми ам изобретений и от сква, Ж, Раушска Заказ 1703/4 ВНИИПИ по 113035, одпис та СССР ытий наб д. 4/ Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 122301 мениска, которую определяют по моменту начала нелинейного изменения массы смоченного цилиндра с высотой его йоднятия.Найденная величинаЮ(60 ) хорошо согласуется с имеющими 5 ся в литературе данными. Метод приемлем также для измерения краевых углов смачивания,больших 90 В этом случае исследуемый образец цилиндрической формы медленно опускают микровинтом 1 вплоть до касания с жидкостью, которая фиксируется по появлению электрического сигнала в цепи исследуемый образец в жид 15 кость. При этом считываются показания шкалы перемещений микровинта 1. Погружение продолжают до равновесного периметра смачивания, установленного по моменту прекращения нелинейного уменьшения массы цилиндра с глубиной, считывая при этом показания шкалы перемещений. Равновесный краевой угол смачивания определяется по разности Ь - Ь1 86 4Формула изобретенияСпособ определения краевого угла смачивания, заключающийся в погружьнии цилиндрического образца из исследуемого материала в жидкость и определении высоты мениска жидкости, по величине которой рассчитывают крае-, вой угол, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области его применения, образец из исследуемого материала погружают в жидкость при непрерывном измерении его массы и вертикальной координаты,и регистрируют координату, соответствующую скачкообразному изменению массы, затем поднимают образец из жидкости со скоростью, обеспечивающей сохранение равновесного краевого угла смачивания при непрерывном измерении его массы и вертикальной координаты, и регистрируют координату, соответствующую началу нелинейного изменения массы образцаь после чего определяют высоту мениска по разности полученных значений координат.