威廉米懸片

威廉米板是一种薄板，用于测量气-液或液-液界面处的平衡表面张力或界面张力。在这种方法中，板垂直于界面定向，并测量施加在其上的力。基于路德惟希的工作，这种方法在薄膜的制备和监测中得到了广泛的应用。

Illustration of Wilhelmy plate method. The magnitude of the capillary force ${\displaystyle F}$ on the plate is proportional to the wetted perimeter, ${\displaystyle l=2w+2d}$, and to the surface tension ${\displaystyle \gamma }$ of the liquid-air interface.

Platinum Wilhelmy plate measuring surface tension.

详细说明

威廉米板由一块面积通常为几平方厘米的薄板组成。该板通常由滤纸、玻璃或铂制成，它们可能会被粗糙化以确保完全润湿。事实上，实验结果并不取决于所使用的材料，只要材料被液体润湿即可。 ^[1]将板彻底清洁并用细金属丝连接到天平上。使用张力计或微量天平测量板上因润湿而产生的力，并用于计算表面张力（ ${\displaystyle \gamma }$  ) 使用威廉米方程：

${\displaystyle \gamma ={\frac {F}{l\cos(\theta )}}}$ 

其中，${\displaystyle l}$ 是湿周长（ ${\displaystyle 2w+2d}$  ), ${\displaystyle w}$ 是板宽， ${\displaystyle d}$ 是板厚，和${\displaystyle \theta }$ 是液相与板之间的接触角。在实践中接触角很少被测量。相反，要么使用文献值，要么完全润湿（ ${\displaystyle \theta =0}$  ） 。

优点和简介

如果假设完全润湿（接触角 = 0），则在使用威廉米板时不需要校正因子来计算表面张力，这与度莫米环不同。此外，由于在测量过程中板不移动，威廉米板允许在广泛的时间尺度上准确确定表面动力学，并且显示出较低的操作员差异。在典型的板实验中，板被降低到被分析的表面直到形成弯月面，然后升高使得板的底部边缘位于未受干扰的表面的平面上。如果测量掩埋界面，则将第二相（密度较小）添加到未受干扰的主相（密度较大）的顶部，以免干扰弯月面。然后可以使用平衡时的力来确定绝对表面或界面张力。由于板的较大润湿面积，与使用较小探头时相比，测量不易受测量误差的影响。此外，该方法已在多个国际测量标准中进行了描述。 ^[2]

参见

• 张力计（表面张力）
• du Noüy 环法
• 固着滴技术

更多

• 霍姆伯格，K（编辑。 ) 纽约应用表面和胶体化学手册，Wiley and Sons：2002。卷。 2，第 219
• 为什么表面张力很重要？ （页面存档备份，存于互联网档案馆）

参考资料

1. Butt, Hans-Jürgen; Graf, Karlheinz; Kappl, Michael. Physics and chemistry of interfaces 2., rev. and enl. Weinheim: Wiley-VCH-Verl. 2006: 16. ISBN 9783527406296. 
2. Biolin Scientific. . （原始内容存档于2021-07-11） （英语）.