[發明專利]自動測量粉體/顆粒表面自由能參數的多通量裝置

有效

• 申請號: 201410535731.6
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104359798A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 龔俊波;陳明洋;侯寶紅;吳送姑
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種測量裝置，特別是涉及一種測量粉體/顆粒表面自由能參數的多通量裝置。?

背景技術

粉體/顆粒的表面自由能參數是一種在科研與實際生產中十分重要的基礎數據，通過表面自由能參數，可以計算出粉體/顆粒的表面張力、表面能、吸附能(附著能)等一系列數據，表面張力可以用于晶體生長速率、毛細管作用、材料表面性質等的理論計算和表征；表面能可以用于研究顆粒聚散行為和粘膠或其他材料的性能等；吸附能(附著能)可以解釋顆粒間的吸附作用、瀝青的粘結作用等，范德華酸堿理論是計算吸附能的理論，其中涉及到的固體表面自由能參數是其計算過程中的關鍵參數。可以看出，由表面自由能參數計算出的這些數據在化工、物理和生物方面都有著非常廣泛的應用。目前對于固體，尤其是尺寸較小的粉體和顆粒，相關的自由能參數數據非常稀少，其原因是相關測量技術的不成熟導致對該類數據的補充十分緩慢，進而限制了其在科研與實際生產中的應用。?

測定粉體/顆粒表面自由能參數的方法一般為：?

測量探針液體與粉體/顆粒間的接觸角，再利用范德華酸堿計算理論，結合已知探針液體的表面自由能參數推算出粉體/顆粒的表面自由能參數。?

從熱力學角度來說，純液滴置于光滑均勻的固體平面上，體系會產生一個自由能平衡，這一現象可以用Young方程來表述：?

γ_S-γ_SL＝γ_Lcosθ???????????(1)?

式(1)中的四個參數，其中，固液之間的接觸角θ和液體表面自由能γ_L可以進行測量。固體表面自由能γ_S和固液間的表面自由能γ_SL則未知。?

利用Dupre方程，結合式(1)，可得：?

ΔG_SL＝γ_SL-γ_S-γ_L????????????????????????????(2)?

進而可得：?

ΔG_SL＝-γ_L(1+cosθ)??????????????????????????(3)?

式(3)被稱為Young-Dupre方程。其中ΔG_SL為固液間的自由能。?

范德華酸堿理論是基于經典潤濕熱力學的半經驗方程，總表面自由能成分包括非極性的范德華力(LW)和極性的里維斯酸平衡(AB)。?

在固液表面：?

γi=γiLW+γiAB=γiLW+2γi+γi-,i=S,L---(4)]]>

其中，和分別被定義為李維斯堿度和李維斯酸度。?

對于固液界面：?