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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分子厚度的過渡區(qū)，如其中一相為氣體，這種界面通常稱作為表面。 嚴(yán)格說表面應(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)的測試方法，從發(fā)明到現(xiàn)在有約70年左右的時間。它是用直徑0.37mm的鉑金絲做成周長為60mm的環(huán)。測試時先將鉑金環(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)與液面會形成一個膜。膜對鉑金環(huán)會有一個向下拉的力，測量整個鉑金環(huán)上提過程中膜對環(huán)所作用的最大力值，再換算成真正的界面(表面)張力值。由于這種方法測試起來比較麻煩，測試誤差也比較大，已迅速被鉑金板法所取代。
鉑金板法
鉑金板法應(yīng)用的歷史在國外也不到20年，進(jìn)入國內(nèi)就更晚了。基于鉑金板法的表面/界面張力儀技術(shù)要求高、制造難度大，真正被國內(nèi)用戶廣泛使用的還是近幾年隨著國產(chǎn)鉑金板法的全自動表面/界面張力儀的研發(fā)成功并投入市場。
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液體潤濕。測試時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)的力與儀器測試的反向的力達(dá)到平衡時，測試值就穩(wěn)定不變，如果是蒸餾水、乙醇等純物質(zhì)，整個測試過程最快只有幾秒鐘。
鉑金板法具優(yōu)點
鉑金板法測量的是液體的界面(或表面)張力的平衡值，鉑金環(huán)法測試的是液體的界面(或表面)的最大力值。相比較，鉑金板法具有如下的優(yōu)點：
1.鉑金板法可測量液體界面(或表面)張力隨時間的變化：鉑金板法測量時是一直接觸被測液體的，只要液體的界面(表面)張力發(fā)生變化，測試值就會有變化，如果選用數(shù)據(jù)處理軟件還可觀測的界面(表面)張力隨時間的變化曲線。
2.可方便地測量中高粘度液體的表面張力：鉑金環(huán)法測試時需要鉑金環(huán)向上提升，在此過程中除了表面張力的作用外還有粘力作用。
3.測試精度高：鉑金板不易變形，鉑金環(huán)太容易變形。環(huán)的不規(guī)則圓、不平整會影響界面(表面)張力的測試精度
4.使用方便：鉑金板測試值就是表面張力值，不需換算；鉑金環(huán)測試的是最大力值，需要換算。鉑金板清洗方便，不易變形。