润湿作用

物理术语

润湿作用（wetting）

1定义：润湿作用通常是指液体在固体表面上附着的现象。

固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。

润湿有三种类型，即沾湿、浸湿与铺展。

沾湿是改变液-气界面固-气界面为固-液界面的过程；

沾湿附着发生条件：△GA=γSL-γSG-γLG＜0

WA=γSG-γSL+γLG≥0

式中：γSG、γSL和γLG分别为气-固、液-固和气-液界面的表面张力

浸湿是指固体浸入液体的过程如洗衣时把衣服泡在水中；

浸湿发生条件：△Gi=γSL-γSG≤0

Wi=γSG-γSL≥0 （Wi：浸湿功）

铺展是在固-液界面代替固-气界面的同时，液体表面也扩展。

铺展发生条件为：△GS=γSL+γLG-γSG≤0

S=γSG-γSL-γLG≥0 （S：铺展功）

设液体在固体表面上形成液滴，形成如下图所示的液滴：

到达平衡时，在气、液、固三相交界处，气-液界面和固-液界面之间的夹角称为接触角（contact angle)，用θ表示。它实际是液体表面张力和液-固界面张力间的夹角。接触角的大小是由在气、液、固三相交界处，三种界面张力的相对大小所决定的。从接触角的数值可看出液体对固体润湿的程度。

当、和达平衡时以下关系：

γSG-γSL=γLG cosθ

上述方程称为杨（Young)方程。从杨方程我们可以得到下列结论：

（1）如果（γSG-γSL）=γLG，则cosθ=1，θ=0° ，这是完全润湿的情况，在毛细管中上升的液面呈凹型半球状就属于这一类。如果（γSG-γSL）>γLG，则直到

θ=0还没有达到平衡，因此杨方程不适用，但是液体仍能在固体表面铺展开来。

（2）如果0<（γSG-γSL）<γLG，则1>cosθ>0，θ<90o ，固体能为液体所润湿；

（3）如果（γSG-γSL）< 0，则cosθ<0，θ>90o ，固体不为液体所润湿，如水银滴在玻璃上。

根据杨方程，我们还可得到Wa、Wi、S用cosθ和的表达式：

然后根据cosθ和的实验测定值计算这些参数。<i id="bke_b1nvor7v">