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纳米流体改变界面润湿性的综合实验设计

2021-04-27赵明伟宋旭光张博涵

实验室研究与探索 2021年3期
关键词:二氧化硅界面实验

赵明伟,宋旭光,李 阳,张博涵

(中国石油大学(华东)石油工程学院,非常规油气开发教育部重点实验室,山东青岛 266580)

0 引言

润湿是固体表面流体置换的过程,气-固(v-s)和固-固(s-s)界面的接触角通过宏观监测手段观察不到,而液体在固体表面的润湿现象可以通过一些显像设备即可进行测量。液体在固体表面上的接触角是衡量液体对固体表面润湿性能的重要参数[1-2]。液体在固体表面的润湿涉及热力学、吸附动力学及胶体与界面化学的交叉,因而研究液体在固体表面的润湿性能,对研究医药[3]、半导体、化妆品和石油开采[4]等都具有重要意义。

液体与固体表面接触时有两种润湿的情况[5-6]。第1种情况,当液体完全润湿固体表面,反映在两相界面是液体在固体表面的接触角为0°。第2种情况,当液体部分润湿或完全不润湿固体表面,即液体在固体表面形成有一定角度的液滴。若固体对某种液体的接触角越大,表明该液体越不容易对固体表面润湿[7-9]。固体材料对水的接触角越小,表明材料的亲水性越强,即亲油性越弱[10]。接触角测量方法可以按不同的标准进行分类[11]。按照直接测量物理量的不同,可分为量角法、测力法、长度法和透过法[12-13]。测量时按照三相接触线的移动速率可分为静态接触角和动态接触角[14]。按照测试原理又可分为静止或固定液滴法、Wilhemly板法、捕获气泡法、毛细管上升法和斜板法[15]。

综合实验设计中所用液体必须具备改变界面效果明显的特点,因而选用应用较为广泛的纳米流体。……

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