11、铝锗合金对泡沫铝发泡剂的润湿性研究

1.2.6润湿影响因素---A

　　(1)表面粗糙度

　　粗糙表面对液体润湿行为有重要的影响。在光滑和粗糙表面座滴实验。已经证明粗糙表面为液体提供一个额外内部区域，真实接触角将与正常的接触角不同。粗糙表面由于提供的额外表面区域而增加了表面能。Wenzal研究粗糙表面对平衡接触角影响而提出一个方程，给出了平衡接触角与粗糙表面形成的表面角的关系(公式1.6)。

   cosθw=rcosθ                       (1.6)

　　θ是平衡接触角，θw是在粗糙表面的表面接触角(一般称为Wenzal角)，r是平均粗糙度，粗糙度增加了固液界面区。因此r是实际表面的粗糙度，规则几何表面可以从基半径算出。

　　对于接触角小于90°，表面接触角随粗糙度的增加而减小。另一方面，对于接触角大于90°，表面接触角趋向于随粗糙度的增加而增加。

　　在非反应系统中，非金属液在惰性固定相上扩散，粗糙表面的作用是限制界面区的改变。并且同时改变了表面的自由能和界面能。一些研究已经观察到通过提供额外区可能会阻碍扩散过程。另一方面，在反应系统中，粗糙度有一种额外效应。粗糙更倾向于反应，扩散，吸收，成核等。因此，很难评价粗糙度对润湿行为的作用，主要的作用也可能被其它因素掩盖。

(2)表面的不均匀

　　表面的均匀与否是影响接触角的一个重要因素，表面不纯净将使表面不均匀。例如，多晶体，非纯净表面等使表面不均匀。在复合表面上座滴实验,非均匀表面引起系统金属平衡区产生多重接触角。进一步说，接触线穿过非均匀表面，这样一般会产生一个变小的接触角。Cassie equation通常用来解释在不均匀表面的复合接触角：

  cosθc=f1 cosθ₁+f₂cosθ₂                (1.7)

  f₁和f₂表示表面的摩擦力，表面1和2分别有接触角θ1和θ₂,对于纤维布料，上面的公式可以化简为：

  cosθc=f1 cosθ₁-f₂                    (1.8)

  对于非润湿f2是在空气中的摩擦力所以cosθ=-1即θ=180°,这对于设计防水布料有实际意义。不均匀表面也会使粗糙表面的液体进入空气。在这样复合表面的接触角可以定义为：

  cosθc=rcosθ₁-f₂                      (1.9)

(3)溶剂

　　溶剂的作用是在金属液体扩散中能使接触角迅速达到平衡。由于固定相和液滴表面氧化，在任何系统中，破坏氧化膜对实现真实润湿是非常重要的。氧化膜在固定相或扩散液表面将改变界面的性质。为克服氧化膜的影响而常使用溶剂。溶剂在反应润湿过程有两个重要作用。

　　化学作用：提供一个无变化的表面并通过从表面去除氧化膜保持其清洁，破坏存在的氧化膜并防止其再氧化。

　　物理作用：消除表面反应物，使金属液与金属基表面接触。溶剂可以分为两类，即无机和有机溶剂。第一类包括无机酸、盐、气。因此，这种溶剂不仅能快速起作用也能引起腐蚀。所以在使用后，清理是必须的。有机溶剂相对无机溶剂腐蚀性要弱得多，它们是松香基或树脂溶液。这些溶剂一般包含少量活性剂才能使用。