Πειραματκός Προσδιορισμός Ιδιοτήτων Διαβροχής Μεταλλικών Επιφανειών

Abstract

Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας σχεδιάστηκε εξ’ αρχής και κατασκευάστηκε πειραματική διάταξη για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων διαβροχής στερεών επιφανειών (μεταλλικών, συνθετικών ή ημισυνθετικών). Για τη διακρίβωση της πειραματικής διάταξης, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις γωνίας επαφής σταγόνων από υγρά (με διαφορετική πολικότητα) οι οποίες επικάθονται σε επιφάνειες στερεών, είτε γνωστών ως προς τις ιδιότητές τους, όπως το κοινό και το βοριοπυριτικό γυαλί και ο χαλκός, είτε αγνώστων όπως ο υπερυδρόφοβος χαλκός. Οι ληφθείσες μετρήσεις συγκρίθηκαν με δημοσιευμένα στοιχεία της βιβλιογραφίας, και υπολογίστηκε το στατιστικό σφάλμα που χαρακτηρίζει τη παρούσα μετρητική διάταξη. Η μελέτη των ιδιοτήτων διαβροχής επιφανειών αποτελεί ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα μελέτη, καθώς μέσω του πειραματικού προσδιορισμού της γωνίας επαφής, κατά τη διεπαφή στερεού και υγρού, μπορούν να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την ομοιογένεια, τη μορφολογία και την υδροφοβικότητα της επιφάνειας του υπό μελέτη υλικού.

In the present work, an experimental apparatus for the determination of the wetting properties of solid surfaces (metal, synthetic or semi-synthetic) was designed and built. The validation of the present experimental setup was achieved through measurements of the contact angle of drops of liquids (with different polarity) that are set on solid surfaces. Different solid surfaces of known properties (such as common and borosilicate glass, and copper), or unknown properties (such as hydrophobic copper) have been utilized. The obtained measurements were validated against published literature data, and the statistical error that characterizes the present measuring device was calculated. The study of wetting properties of surfaces is of particular interest, since, through the experimental determination of the contact angle at the interface of solid and liquid substances, useful conclusions about the homogeneity, morphology and hydrophobicity of the solid surface can be drawn.