一种测量粉体材料润湿接触角的方法
专利汇可以提供一种测量粉体材料润湿接触角的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种测量粉体材料润湿 接触 角 的方法，包括将粉体材料装入下端用微孔板封闭的管状容器中，并将粉体材料压紧；将管状容器垂直放置，使其下端与液体接触，使液体浸润部分粉体层，测定液体浸润粉体层的高度与时间；根据公式h2/t＝crγ1cosθ/2η计算所述粉体材料在所述液体中的润湿接触角。本发明开创性采用毛细上升法测量接触角，可用于测量液体对粉体材料表面的润湿程度。，下面是一种测量粉体材料润湿接触角的方法专利的具体信息内容。
1、一种测量粉体材料润湿接触角的方法，所述方法包括步骤：
a、将粉体材料装入下端用微孔板封闭的管状容器中，并将粉体材料压 紧；
b、将步骤a得到的管状容器垂直放置，使其下端与液体接触，使液体 浸润部分粉体层，并测定液体浸润粉体层的高度与时间；
c、根据下述公式(I)计算所述粉体材料在所述液体中的润湿接触角
其中h：液体润湿高度，cm；
t：润湿时间，秒；
cr：常数，对同一粉体材料的体系来说为定值；
γ1：液体的表面张力，dyn/cm；
θ：粉体材料的润湿接触角，(°)；
η：液体的粘度，Pa·s。
2、根据权利要求1所述的一种测量粉体材料润湿接触角的方法，其特 征在于：所述公式(I)中cr通过以下方法进行测量：
令
使式(I)简化为：
h2＝kt (III)
根据所述步骤a、b所描述的方法，采用水为润湿液体，测定不同时间 下的润湿高度，并计算得到k值，
根据已知的水的粘度、表面张力及所述粉体材料在水中的润湿接触角 计算得到cr值。
3、根据权利要求1或2所述的一种测量粉体材料润湿接触角的方法， 其特征在于：所述粉体材料为碳粉体材料。
4、根据权利要求1或2所述的一种测量粉体材料润湿接触角的方法， 其特征在于：所述管状容器为透明玻璃管。
技术领域
本发明涉及测量材料的润湿接触角的方法，特别是涉及一种测量粉体 材料润湿接触角的方法。
背景技术
接触角是润湿性的主要判据。接触角的定义为，液滴在固体的表面达 到平衡时，在气、液、固三相交界处，气液界面和液固界面之间的夹角称 为接触角(任俊、沈健、卢寿慈，颗粒分散科学和技术，化学工业出版社， 2005年6月)，如图1所示。接触角越小，液体在固体表面的铺展程度越 好，即润湿性越好，当接触角为零时，固体表面被液体完全润湿(Drew Myers，表面、界面和胶体，化学工业出版社，2005年1月)。接触角越大， 润湿性越差。
目前测量接触角的方法很多，但绝大部分均为液体对大块固体润湿接 触角的测定方法，例如可以采用角度测量法和长度测量法(郑水林，粉体 表面改性，中国建材工业出版社，2003年8月)。针对粉体颗粒在液体中 的润湿接触角测量，目前尚未有文献报道。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明公开了一种测量粉体材料润湿接触角的方法，所述方法包括步 骤：
a、将粉体材料装入下端用微孔板封闭的管状容器中，并将粉体材料压 紧；
b、将步骤a得到的管状容器垂直放置，使其下端与液体接触，使液体 浸润部分粉体层，并测定液体浸润粉体层的高度与时间；
c、根据下述公式(I)计算所述粉体材料在所述液体中的润湿接触角
其中h：液体润湿高度，cm；
t：润湿时间，秒；
cr：常数，对同一粉体材料的体系来说为定值；
γ1：液体的表面张力，dyn/cm；
θ：粉体材料的润湿接触角，(°)；
η：液体的粘度，Pa·s。
所述公式(I)中cr通过以下方法进行测量：
令
使式(I)简化为：
h2＝kt (III)
根据所述步骤a、b所描述的方法，采用水为润湿液体，测定不同时间 下的润湿高度，并计算得到k值，
根据已知的水的粘度、表面张力及所述粉体材料在水中的润湿接触角 计算得到cr值。
优选的，所述粉体材料为碳粉体材料。
所述管状容器优选为透明玻璃管。
由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于：
本发明针对粉体颗粒材料，开创性采用毛细上升法测量接触角，解决 了现阶段本技术领域中，对于粉体颗粒材料在液体中润湿接触角尚未有好 的测量方法的技术问题；本发明的方法的开发，尤其对锂离子电池领域具 备重要意义，可用于测量电解液对碳粉体材料表面的润湿程度，并通过评 价碳材料的表面润湿性对锂离子电池的制作提供良好的理论依据及实践指 导。
附图说明
图1是气液固三相接触角示意图；
图2是本发明粉体材料润湿接触角测量装置示意图。
具体实施方式
1)以水为润湿液体，将测量管垂直放置，并使其下端与水接触，如 图2所示。
将玻璃管内的孔隙视为平均直径为r的一束平行毛细管，则由Poiseulle 公式可得下式(张福田，分子界面化学基础，上海科学技术文献出版社， 2006年6月)：
其中h：液体润湿高度，cm；
t：润湿时间，秒；
cr：常数；
γ1：液体的表面张力，dyn/cm；
θ：粉体材料的润湿接触角，(°)；
η：液体的粘度，Pa·s。
令
对于一定的粉体层及液体在一定的温度下，(I)式可以简化为：
h2＝kt (III)
以水为润湿液体，将测量管垂直放置，并使其下端与水接触。采用多 个测量管进行测定，得到一组水浸润粉体层的高度对时间的数据，以h2对 t作图，即得一直线，由此计算该直线斜率k值。
2)采用同样方法，以待测电解液为润湿液体，将其中一个测量管垂直 放置，并使其下端与电解液接触，测定电解液浸润粉体层的高度对时间的 数据。
根据1)中计算得到的cr值，结合以上数据由式(I)计算出该电解液 对所用粉体石墨材料的润湿接触角为27度，该电解液对该石墨粉体材料的 润湿性良好。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明/实用新型所作的进一 步详细说明，不能认定本发明/实用新型的具体实施只局限于这些说明。对 于本发明/实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明/ 实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属 于本发明/实用新型的保护范围。
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