物理实验技术中的材料润湿性能测试方法与实验技巧
润湿性评价方法
用 Wash-burn 的动态法测量前进润湿角。 此法是用一定量的粉末装入下端用微孔板密闭 的玻璃管内，并压紧值某固定刻度。然后将测量管垂直放置，并使下端与液体接触，记录不 同时间 t(s)时液体润湿粉末的高度 h（ cm） ，按下式：
C r cos h t 2
2
以 h2 对 t 作图，此法只有相对意义。 测试的适用条件： （1）主要用于纯净流体和人造岩心系统润湿性的测定。 （2）一般用石英矿片模拟砂岩油层，方解石矿片模拟碳酸盐岩油层。 （3）由于表面粗糙度、表面非均质性及分子级别的表面渗吸。 ① 一般而言，表面粗糙将减少水湿岩石的视接触角，而增大油湿岩石的视接触角； ② 接触角法未考虑岩石表面的非均质性，而是原油 izhong 重质表面活性剂对砂岩和粘土润湿性的影响不同，从而可 造成局部不均匀的润湿性。
2、定性测定方法
润湿性定性测量方法很多，包括低温电子扫描法、Wihelmy 动力板法、相对渗透率法、 微孔膜技术、渗吸法[14]、显微镜检验[15]、浮选法[16]、玻璃片法 [17]、渗透率- 饱和度关[18]系 和毛管测量法[19]。
2.1 相对渗透率曲线法 ：
测量参数：Swi、S w（ Kw=Ko） 、 Kw（Sor） /Ko(Swc) Swi：束缚水饱和度，%； Sw（ Kw=Ko） ：等渗点饱和度，%； Kw（Sor） ：残余油状态的水相对渗透率 mD ； Ko(S wc)：残余水状态的油相对渗透率； 评判指标： ①Swi>20%为水湿， 其中 >30%为强水湿； S wi 为 （15， 20） 为中性润湿； S wi<15% 为油湿，其中<10%为强油湿。 ②Sw（ Kw=Ko ）>50% 为水湿，其中>60%为强水湿；S w（ Kw=Ko）=50%为中 性润湿；S w（ Kw=Ko）<50% 为油湿，其中 <40%为强油湿。 ③K w （Sor） /Ko(S wc)≤0.25 为水湿， 其中<0.1 为强水湿； Kw （Sor） /Ko(S wc)=0.5 为中性润湿； Kw（Sor）/Ko(S wc)为（0.5， 1）时为油湿，其中 Kw（Sor）/Ko(S wc)>0.7 为强油 湿。 测试特点： 过程简单， 周期短， 测试范围从强水湿到强油湿， 数值定义及边界基本清楚，
表面活性剂润湿力的测定
实验记录
溶液g/L
纯水 AES ( 0.5g/L) AES (1g/L) AES (1.5g/L)
沉降时间t1 / s 沉降时间t2 / s 平均沉降时间t / s
结论：
问题和讨论
❖ 1. 浓度变化对沉降时间有何影响? ❖ 2. 做好本实验的关键是什么？
谢谢聆听
鱼钩:每个质量为20~40mg，也可用同质量的细钢针制成鱼钩状使用。铁丝 架:用直径为2mm的镀锌铁丝弯制。1000mL烧杯(全高140~150mm，外径 110~120mm)。台秤，容量瓶(1000ml)。
❖ 实验药品
脂肪布沉降装置示意 1-铁丝架 2-烧杯 3-帆布圈 4-鱼钩 5-丝线 6-铁丝架小钩
化妆品原料实训
实验5 表面活性剂润湿力的测定
实验目的
❖1. 掌握测定润湿力的帆布沉降法。 ❖2. 测定水和表面活性剂水溶液的润湿力。
实验原理
❖1. 润湿是固液两相间的界面现象。当液、固两相接触后，物系的表面自由焓 降低，物系自由焓降低的多少即表示润湿程度的大小。 ❖2. 液体润湿固体表面的能力称为润湿力。对于光滑的固体表面则用液体与固 体表面的接触角大小来衡量润湿的程度。对于固体粉末则用润湿热来表示润湿 的程度。对于织物则用液体润湿织物的时间来测定润湿程度。最常用的是纱带 沉降法、帆布沉降法和爬布法。
❖4. 液体润湿帆布，当帆布密度大于试液时，帆布圈开始下沉。至 鱼钩下端触及烧杯底时即为终点。立即停止秒表，记录沉降所需时 间。重复做2次，求其平均值。
❖ 5. 按上述步骤分别测定纯水、0.5g/L、1g/L、1.5g/L脂肪醇聚 氧乙烯醚硫酸酯钠水溶液的润湿力。
❖6. 比较不同表面活性剂润湿力时，常用一般标准润湿剂配成一定 浓度的水溶液，使沉降时间在120s左右；然后将各种表面活性剂 配成同样浓度的水溶液，测出沉降时间，求出相对润湿力。
物理实验技术中的材料润滑性能测试方法与实验技巧
物理实验技术中的材料润滑性能测试方法与实验技巧材料的润滑性能对于工业生产以及机械装置的正常运转起着关键性的作用。
在物理实验技术中，对材料的润滑性能进行测试十分重要。
本文将探讨一些常用的材料润滑性能测试方法以及一些实验技巧。
一、黏度测定黏度是指液体流动时所遇到的阻碍程度。
黏度的测定对于润滑油等液体的性能评价非常重要。
实验中常使用的方法是旋转油点法。
该方法使用精确的瓶装润滑油，通过调整转速和温度，记录油点下沉的时间，并结合多组数据进行统计。
通过这种方式，可以得到润滑油的黏度。
二、摩擦系数测定材料的摩擦系数是衡量其润滑性能的关键指标。
常用的摩擦系数测试方法有平板摩擦测试和环状摩擦测试。
平板摩擦测试常用于金属材料的润滑性能评估，实验时将材料放在摩擦测试机上，施加一定的压力，用力拖动摩擦片，记录所需的力大小。
环状摩擦测试适用于液体润滑剂的性能评估，实验时将环形试样和摩擦剂置于固定设施上进行旋转，测量所需的力大小。
三、磨耗测试材料的磨耗性能是对润滑的直接反映。
常用的磨耗测试方法有球盘磨耗测试、擦痕磨耗测试和滑动磨耗测试。
球盘磨耗测试适用于金属材料的磨耗性能评估，实验时将材料球形试样放置于转动的盘形试样上，施加一定的载荷，在一定的转速下进行试验，并测量球盘之间的磨损量。
擦痕磨耗测试适用于表面涂层的磨耗性能评估，实验时用尖锐的载荷，在试样表面划出一定的长度，然后观察划痕情况来评估试样的磨耗程度。
滑动磨耗测试适用于液体润滑剂的磨耗性能评估，实验时将试样与另一个试样置于两个滑动设施上，施加一定的载荷，并在一定的速度下进行试验。
通过测量试样的磨耗情况，来评估液体润滑剂的性能。
四、实验技巧1. 实验前的准备：在进行任何实验之前，需要提前做好实验准备工作，包括准备好所需要的实验材料和仪器设备，并对实验方法和实验步骤进行充分的了解。
2. 实验中的记录：在实验过程中，需要仔细记录各个关键步骤的细节，并及时记录实验数据。
这样可以帮助我们更好地分析和评估实验结果。
实验八 矿物润湿性的测定—接触角法
实验八矿物润湿性的测定—接触角法一、实验目的本实验包括矿物润湿接触角和溶液表面张力测定两部分内容。
通过测定与计算，了解和掌握：(1)不同的矿物具有不同的天然可浮性；(2)矿物表面的润湿性是可以调节的；(3)从实验认识矿物表面润湿性与可浮性的关系，并通过调节来改变各种矿物表面的润湿性；(4)测定接触角和溶液表面张力的实验技术。
二、实验原理1．润湿角测定原理本实验测定方法是：分别在洁净的矿物磨光片表面和经过选矿剂处理的矿物磨光片表面上滴上一个水滴，在固—液—气三相介面上，由于表面张力的作用，形成接触角。
然后用聚光灯通过显微镜在屏幕上放大成像，用量角器直接量得接触角的大小。
2．溶液表面张力测定原理—最大气泡压力法设毛细管的半径为r且毛细管刚好浸入液面，则气泡由毛细管中逸出时的最大附加压力为：(8－1)(8－2)式中Dh为U形压力计所显示的液柱高差；r为U形压力计内的液体密度；g为重力加速度。
对于直径一定的毛细管有：(8－3)该式是最大泡压法测定表面张力的基本关系式。
式中K称为仪器常效。
其值可用已知表面张力的液体（如水）标定出。
三、实验仪器与药剂1、润湿角测定仪（见图8-1）；2、最大气泡压力法表面张力测定装置（见图8-2）；3、样品：方铅矿（黄铜矿）和萤石矿磨光片；4、药剂：丁黄药、油酸钠、NaOH等；5、工具：各种玻璃器皿。
图8-1润湿角测定仪结构图1-测微鼓轮，2-调焦手轮，3-测量显微镜，4-升降手轮，5-固定手轮，6-底座，7-调平手轮，8-横向移动手轮，9-样品盒，10-照明光源，12-电源图8-2最大气泡压力法测量表面张力装置图1-毛细管；2-有支管的玻璃试管；内装溶液2a ；支管2b与压力计及控压系统相连；3-恒定2a 温度的水槽；4-双管压务计；5-滴水减压系统；6-体系压力调整夹子；7-烧杯四、实验步骤1．润湿角测定步骤(1)清洗矿样：将萤石、方铅矿（黄铜矿）的磨光片在2000号金相砂纸上擦干净（抛光、去氧化膜）放入2-5％的NaOH溶液中煮沸2~5分钟，然后用蒸馏水冲洗干净，置入存有蒸馏水的烧杯中待用；(2)配药：取丁黄药和油酸钠分别配成浓度为3克／升水溶液备用；(3)矿物在纯水中接触角的测定：将净化后的光片用滤纸吸干其表面水份，放在样品盒子上，接通电探11，调焦距2，找出矿物表面成像图。
实验一无机材料润湿实验
实验一 无机材料润湿实验一、实验目的与要求1、了解液相润湿固相时润湿角与表面能的关系。
2、了解润湿角的测定方法和仪器的使用方法。
二、实验原理润湿是固液界面上的重要行为。
润湿是近代很多工业技术的基础。
例如：陶瓷、搪瓷的坯釉结合、机械的润滑、注水采油、油漆涂布、金属焊接、陶瓷与金属的封接等工艺和理论都与润湿作用有密切关系。
润湿的热力学定义是：固体与液体接触后，体系（固体十液体）的自由焓降低时，称为润湿。
根据润湿程度不同可分为附着润湿、铺展润湿及浸渍润湿三种。
本实验主要是陶瓷坯釉的铺展润湿。
从热力学观点看，液滴落在清洁平滑的固体表面上，当忽略液体的重力和粘度影响时，则液滴在固体表面上的铺展是由固-气（SV）、固-液（SL）和液-气（LV）三个界面张力所决定的，其平衡关系如下确定。
γSV=γSL+γLV cosθF=γLV cosθ=γSV-γSL+γLV式中：θ是润湿角，F是润湿张力。
显然，当θ＞90°则因润湿张力小而不润湿；θ＜90°则润湿；而θ=0°，润湿张力F最大，可以完全润湿，即液体在固体表面上自由铺展。
从上面公式可以看出，润湿的先决条件是γSV＞γSL，或者γSL十分微小。
当固、液两相的化学性能或化学结合方式很接近时，是可以满足这一要求的。
因此，硅酸盐熔体在氧化物固体上一般会形成小的润湿角，甚至完全将固体润湿。
而在金属熔体与氧化物之间，由于结构不同，界面能γSL很大，γSV<γSL按公式可以计算得θ＞90°。
从公式还可以看到γLV的作用是多方面的，在润湿的系统中（γSV＞γSL），γSL 减小会使θ缩小，而在不润湿的系统中（γSV<γSL）γLV减小使θ增大。
本实验采用在陶瓷坯体表面上，施以硅酸盐熔体的陶瓷釉，在一定温度下测定θ角，计算润湿张力F和界面能γSL。
分析陶瓷坯釉结合性能。
三、实验仪器以及所用工具1、耐火度测定仪，用来测量接触角；2、读数显微镜，量角器；3、釉成型膜具和压力机；4、陶瓷坯体制备的球磨机、注浆成型用石膏膜；5、修坯砂纸、锯条；6、原料：长石、石英、粘土、熔块釉粉、淘洗苏州土、糊精等。
岩石润湿性测定实验
中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名: 教师:同组者:岩石润湿性测定实验一．实验目的1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．了解界面张力的测定原理及方法； 3．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。
二．实验原理1．光学投影法测定岩石润湿角液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。
将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ：D htg22=θ式中， θ—润湿角，°；h —液滴高度，mm ；D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。
图1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～10-2 mN/m 。
液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。
测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：， 21ρρρ-=Δ， esn n d d S =式中，σ—界面张力，mN/m ；2egd Hρσ∆=21ρρ、—待测两相流体的密度，g/cm3；ρ∆—两相待测试样的密度差，g/cm3；e d —实际液滴的最大水平直径，cm ；sn d —从液滴底部算起，高度为e d n10高度处液滴的直径，cm ；n S —液滴e d n10高度处的直径与最大直径的比值；H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。
a ）烧杯中气泡或液滴形状 （b ） 气泡或液滴放大图图2 悬滴法测界面张力示意图三．实验仪器图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪器四．实验步骤1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。
2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。
材料表面的润湿性研究
材料表面的润湿性研究材料表面的润湿性是指液体在材料表面上的展开程度，它对许多工业应用具有重要影响。
了解材料表面的润湿性可以帮助我们选择合适的材料，改善涂层技术，提高材料的性能等。
本文将介绍材料表面润湿性的研究方法、影响因素以及其在不同领域的应用。
一、研究方法1. 接触角测量法接触角是研究材料表面润湿性的重要参数，它可以通过接触角测量仪来进行测量。
该仪器通过测量液滴与材料表面的接触角，来评估材料表面的润湿性。
常用的接触角测量方法有静态接触角法和动态接触角法。
2. 表面能测定法表面能是材料表面润湿性的另一重要参数，它可以通过表面能测定仪来进行测量。
该仪器通过测定材料表面与不同液体之间的相互作用力，来计算材料表面的表面能。
常用的表面能测定方法有接触角测量法、动态测量法和拉普拉斯法。
二、影响因素1. 表面粗糙度材料表面的粗糙度对润湿性有重要影响。
通常情况下，表面越粗糙，液滴在材料表面上的接触角越大，润湿性越差。
2. 表面化学性质材料的化学性质对其润湿性有重要影响。
例如，具有亲水性的材料表面会使液滴在其上展开，而具有疏水性的材料表面则会使液滴在其上形成球状。
3. 材料结构材料的结构对其表面的润湿性也有一定影响。
例如，纳米材料表面具有更高的表面积，可以增强其润湿性。
三、应用领域1. 涂层技术了解材料表面的润湿性可以帮助我们选择合适的涂层材料，并改进涂层工艺。
例如，在汽车行业中，选择具有良好润湿性的涂层材料可以提高汽车表面的耐候性和抗腐蚀性。
2. 医疗器械润湿性在医疗器械上也具有重要应用。
例如，在人工心脏瓣膜的设计中，需要选择具有良好润湿性的材料，以确保血液在瓣膜上的流畅。
3. 纳米技术润湿性的研究对纳米技术的发展也起到重要作用。
在纳米领域，润湿性可以影响材料的自洁性、防污性以及微流控系统的性能等。
结论材料表面的润湿性对许多工业应用有着重要影响。
通过接触角测量法和表面能测定法等研究方法可以评估材料表面的润湿性。
润湿性的定义及测定方法
润湿性的定义及测定方法
润湿性是指液体在与固体接触表面上的吸附现象，即液体在接触角范
围内与固体之间的相互作用。
润湿性是表征液体与固体接触的性质，直接
影响液体在固体表面的传输、扩散和吸附等过程。
润湿性的好坏取决于液
体与固体之间相互作用力的强弱，主要包括附着力和内聚力。
润湿性的测定方法一般分为两种：
1.静态接触角法：
静态接触角法是通过测量液滴与固体表面之间的接触角来评估润湿性。
液滴在固体表面上形成一个接触角，接触角的大小直接反映了液体与固体
之间的相互作用力。
接触角的大小与液滴在表面上的扩散能力呈负相关，
即接触角越小，润湿性越好。
常用的测量方法有静态接触角法、动态接触
角法和测量接触角动力学方法。
2.液滴扩展性法：
液滴扩展性法是通过测量液滴在固体表面扩展的面积来评估润湿性。
液滴在固体表面上展开时，其半径会逐渐增大，液滴面积也会随之增大。
液滴表面积的增长速率越快，润湿性越好。
可通过光学方法或图像处理技
术来测量液滴的扩展面积。
除了以上两种常用的测量方法外，还有一些其他的润湿性测定方法，
如悬滴法、旋转浆粒法、薄膜侵润法等。
这些方法在实际应用中根据具体
情况选择合适的测量方法。
总结起来，润湿性的测定方法主要有静态接触角法和液滴扩展性法。
这些方法可以通过测量接触角的大小或液滴在固体表面扩展的面积来评估
液体与固体之间的相互作用力，从而判断润湿性的好坏。
这些方法在各种领域中广泛应用，如材料科学、化工、医学等领域，对于改善液体在固体表面上的传输和吸附过程具有重要意义。
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物理实验技术中的材料润湿性能测试方法与
实验技巧
导论
材料润湿性能是指液体在固体表面形成薄膜的能力。
润湿性能的测试对许多工
业和科研领域都具有重要意义，例如制药、纳米技术等。
本文将介绍几种常用的材料润湿性能测试方法以及实验技巧。
一、接触角测量法
接触角测量法是评价材料表面润湿性能最常用的方法之一。
接触角是液滴与固
体表面接触时，液滴表面张力与固体表面相互作用力所形成的夹角。
接触角的大小反映了材料表面的润湿性能。
1. 实验步骤：
（1）准备工作：清洗和干燥试样；
（2）使用精密仪器测量液滴的接触角，如光学接触角测量仪或超高真空接触
角测量仪；
（3）测量时要保证试样表面干净、光滑，无污染物或氧化物；
（4）测量液滴大小和形状对结果有影响，应注意控制液滴的体积和加液速度。
2. 结果分析：
较小的接触角表示材料表面具有较好的润湿性能，液体能在其表面形成较大的
接触面积。
较大的接触角表示材料表面对液体较不具有润湿性能，液体在其表面形成接触面积较小的珠状状态。
二、浸润深度测量法
浸润深度测量法通过测量液体在固体纤维或孔隙中的渗透深度来评价材料的润湿性能。
该方法广泛应用于材料科学和化学领域。
1. 实验步骤：
（1）准备工作：制备纤维或孔隙样品；
（2）使用精密仪器将试样完全浸泡在液体中，保持一定时间；
（3）取出试样，并用显微镜观察浸润深度；
（4）根据试样的形状和液体的性质选择适当的计算公式计算浸润深度。
2. 结果分析：
浸润深度的增加通常意味着材料表面的润湿性能较好。
而较小的浸润深度则说明材料的润湿性能不佳，表面对液体的浸润力较弱。
三、拉丝法
拉丝法是用来评估固体表面与液体之间摩擦力的实验方法，其适用于润湿性能较强的材料。
1. 实验步骤：
（1）准备工作：准备拉丝仪器、试样和润湿液体；
（2）将试样固定在拉丝仪器上，并施加拉力；
（3）在试样上滴加润湿液体，同时观察液滴在试样表面的形态变化；
（4）根据液滴的形态变化情况，可以推测材料的润湿性能。
2. 结果分析：
如果液滴稳定且能够在试样表面形成延展的薄膜，表示材料的润湿性能较好。
如果液滴在试样表面无法形成延展的薄膜，表明材料的润湿性能较差。
结论
材料的润湿性能测试在许多领域都具有重要的应用价值。
本文介绍了几种常用的测试方法，并给出了相应的实验步骤和结果分析。
通过合理选择测试方法和把握实验技巧，能够准确评估材料的润湿性能，为相关研究和应用提供参考。
这些实验方法和技巧在未来的研究和实践中仍然具有广阔的应用前景。