用液滴在新固體表面測得的接觸角,與液體在已經(jīng)被液體潤濕的固體表面上測定的接觸角數據不同,前者稱(chēng)為前進(jìn)角(用表示),后者稱(chēng)為后退角(用表示),如圖1所示。
圖1 (a)前進(jìn)角示意圖 (b)后退角示意圖
目前已經(jīng)發(fā)現至少六種導致接觸角滯后的因素。這六種因素可以分為兩類(lèi):熱動(dòng)力學(xué)接觸角滯后和動(dòng)力學(xué)接觸角滯后。表面能粗糙度和表面多級結構屬于熱動(dòng)力學(xué)導致的接觸角滯后范疇,這兩個(gè)因素同時(shí)也是自然界中導致接觸角滯后最普遍的兩種因素;第二類(lèi),即動(dòng)力學(xué)導致的接觸角滯后是通過(guò)接觸角的時(shí)間相關(guān)或者周期相關(guān)性來(lái)定義。在第二個(gè)類(lèi)別中,目前書(shū)籍有如下四種因素:表面取向、表面變形、流涕侵蝕以及表面移動(dòng)性。
具體信息如表1所示:
表1
接觸角滯后與更加直接的黏附滯后有密切聯(lián)系,從物理學(xué)的角度來(lái)看,接觸角滯后是液體在表面上流動(dòng)時(shí)能量損耗的度量,接觸角滯后與黏附的關(guān)系可以由以下公式表示:
其中指的是黏附力,R固體接觸面的半徑,K是比例常數(一般取1),無(wú)量綱黏附數可以被定義為黏附力與毛細力之比
黏附數與黏附功之間的關(guān)系可以表示為
其中為黏附功,因此接觸角滯后可以看作是黏附和摩擦的試題指示。為了充分靜待一個(gè)平面,測量前進(jìn)接觸角和后退接觸角并給出接觸角滯后是非常重要的。