专利名称：一种粉体润湿性能快速测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粉体润湿性能快速测定装置，更确切地说涉及一种不同粉体对相同液体的润湿能力，或者同种粉体对不同液体的润湿能力测定装置。属于化工检测技术领域。
背景技术：
粉体的生产和应用过程中，常常涉及到粉体的表面包覆改性，粉体的表面改性决定着粉体的产品质量及产品的应用领域。粉体表面改性的测定往往要涉及润湿接触角这个概念。所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固-液-气三相交界点处，其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。
根据Washburn方程可知，若液体由于毛细作用渗入半径为R的毛细管中，液体渗透过程中压缩粉体床中的气体而引起的压力差的平方(ΔP)2是时间t的函数，其方程为(ΔP)2=βγcosθηt---(1)]]>式中γ-液体的表面张力；β-与粉体床本身的性质有关的参数；η-液体的粘度；θ-润湿接触角；令K=βγcosθη---(2)]]>得θ=arccos(Kηβγ)---(3)]]>式中η/γ仅与润湿液体的性质有关，可以查得，K值也可以得到，关键是确定β值。一般用一种对样品的润湿角为零度的液体，即用完美润湿液体(润湿性最好的液体，其相应的cosθ＝1，θ＝0°)进行实验，得到相应的β值，由它便可以测定在同等实验条件下其它液体与该粉体的接触角。
在实际的生产和科研中，往往不容易找到使粉体完全润湿的液体，β值就很难确定。因此，一般都用来测量相对润湿接触角。令样品在液体L和润湿性更好的液体L0中的接触角分别为θ和θ0，测得的(ΔP)2-t近似直线的斜率分别为K和K0，同一样品在L和L0中的β值相同，θ＞θ0，令θ0＝0°，则由(2)式可知β＝K0η0/γ0，从而可得相对接触角θθ=arccos(Kηγ0K0η0γ)=arccos(CKK0)]]>其中C=ηγ0η0γ---(4)]]>式中η和γ与η0和γ0分别为液体L和润湿性更好的液体L0的粘度和表面张力。对于同种液体，相对接触角θ=arccos(KK0)---(5)]]>式(4)中确定的θ只具有相对的意义，并具有较大的应用价值。这里将θ0设为零度，对同种样品或相似成分、结构的样品具有较好的对比意义。而对不同成分、结构的样品，它们在L0中的润湿角是不等的，如果设为零度，在定性上不会有什么问题，在定量化研究上具有相对对比的意义。
大多数情况下，我们往往需要对比不同粉体对相同液体的润湿能力，或者同种粉体对不同液体的润湿能力。例如，粉体改性前后对同一液体的润湿能力的比较。设改性前粉体对液体L0为完美润湿，测得系统参数为β，这是可以将该β值作为最大β值，进而求出改性后各粉体对该液体的相对接触角θ，计算公式如下θ=arccos(K1K0)=arccos(β1β0)=arccos(β1βmax)]]>式中K0、K1分别为改性前后(ΔP)2-t关系图直线的斜率，β0、β1分别为粉体改性前后所测得的系统参数。
液体在粉体上的接触角，虽然在实践中非常重要，但是测定比较困难。在实际应用中，粉体的润湿接触角往往只有相对的意义，测定其准确的数据很困难。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、造价低廉、快速测定粉体对液体相对润湿性测定装置。
为了达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该装置包括广口瓶，橡皮塞，漏斗，液面控制管，指示装置，橡皮管，石英管，玻璃槽，升降台，木块，广口瓶带有口，橡皮塞上有两个孔，漏斗上带有活塞，液面控制管带有导气管、导液管、两个导气管口、两个导液管口、指示装置带有刻度尺、有色水柱、玻璃管(经过疏水处理)、两个三通活塞、有色水柱定位器、两个活塞口，石英管带有两个石英管口、石英管管套，玻璃槽带有两个高度定位网，升降台带有升降台旋纽。其特征在于，漏斗、液面控制管分别插在橡皮塞的孔中，橡皮塞塞子广口瓶瓶口内，广口瓶放在木块上，通过高度定位网调节液面控制管和石英管在玻璃槽内的深度。
本实用新型的有益效果是，本实用新型所涉及的检验装置有装置简单，操作简便和可以快速、准确测出液体对固体粉末的润湿性质，在冶金，石油，医药及农业等方面的应用十分广泛。
图1是本实用新型所涉及的测定装置的组成结构图；具体实施方式
以下结合附图和一个较佳的实施例对实用新型作进一步说明。
如图1、图2所示，1是广口瓶，2是广口瓶口，3是橡皮塞，4是孔，5是孔，6是漏斗，7是活塞，8是液面控制管。9是导气管，28、29是导气管口，10是导液管，27、30是导液管口，11是指示装置，12是刻度尺，13是有色水柱，14是玻璃管(经过疏水处理)，15是三通活塞，16是三通活塞，17是有色水柱定位器，33、34是活塞口，18是橡皮管，19是石英管，31、32是石英管口，20是石英管管套，21是玻璃槽，22、23是高度定位网，24是升降台，25是升降台旋纽，26是木块。图2，35是测定用液体，36是过滤纸片，34是被测定的粉体样品。
整个装置构成和测试，按下面几个步骤进行首先将被测定的粉体样品34在100℃下烘2小时，然后置于干燥瓶中待用。用冲头冲出一定大小直径的过滤纸片36，平放入石英管管套20底部，将洗净干燥的石英管19插入石英管套管管套20，并加以固定，然后被测定的粉体样品34，装样时每加点粉体就在桌子上敲几下，让粉体尽量压紧，将样品管装至2/3高度，记下该高度，然后称重，以保证每次实验时粉体床的高度、密度相同，如果粉体床密度偏差超过1％，应重新装样。利用橡皮管18通过石英管口32和活塞口33将指示装置11和石英管19连接起来。
测定用液体的注入与调节将测定用液体35通过漏斗6，注入广口瓶1内，液面高度在导气管口28以下，在一定压力下，将导液管10注满测定用液体32，使广口瓶1与玻璃槽21连通，关闭活塞7，导液管口30和导气管口29的高度由高度定位网2 3确定，利用广口瓶1与外界的压力差，使将测定用液体35在广口瓶1与玻璃槽21内通过导气管9和导液管10达到如下的平衡由于封闭广口瓶1与外界存在压力差，测定用液体35在广口瓶1与玻璃槽2 1间存在一个液面差，导气管口29恰好浸在液面以下。当玻璃槽1的液面下降时，导气管口29离开液面，空气通过导气管9进入广口瓶1，广口瓶1内的压力升高，测定用液体35通过导液管10注入玻璃槽21内，使玻璃槽21内液面上升，导气管口重新浸入液面以下，达成新的平衡，如此循环，可以使玻璃槽的液面维持相对稳定的高度。
有色水柱的调节有色水柱13用于指示作用，利用有色水柱定位器17，通过三通活塞15、16调节有色水柱13到一定位置。有色水柱13位置调好后，将玻璃管14通过三通活塞16与大气连通，通过活塞15使玻璃管14仅与石英管19相通。
实验过程将已经装好被测定粉末样品34的石英管19与指示装置11连接好后，慢慢放入已经调节好液面高度的玻璃槽21中，放置的深度由高度定位网22来控制，由于测定用液体35进入石英管19内，产生一定的压力，驱动有色水柱13移动，记录一定时间间隔移动的距离，或移动一定距离所用的时间，然后进行数据处理。
权利要求1.一种粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于包括刻度指示装置、玻璃槽、广口瓶，它们之间用玻璃管连接构成一个快速测定装置。
2.如权利要求1所述的粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于所述的刻度指示装置包括刻度尺[12]、有色水柱[13]、玻璃管[14]、有色水柱定位器[17]、T形三通活塞[15]、[16]；玻璃管[14]与左侧的T形三通活塞[16]相通，其右侧与三路活塞[15]相通；在贯穿玻璃管[14]中有一有色水柱[13]，水柱在玻璃管[14]移动，通过刻度尺[12]观察其位移。
3.如权利要求1所述的粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于所述的玻璃槽[21]下方有一升降台[24]，槽内有带刻度的石英玻璃管[19]，其下端插入管套[20]，上端与T形三通活塞[15]相通。
4.如权利要求1或3所述的粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于所述的石英玻璃管[19]、管套[20]处装有过滤纸片[36]。
5.如权利要求1或3所述的粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于所述的玻璃槽[21]带有两个高度定位网[22]、[23]。
6.如权利要求1所述的粉体润湿性能快速测定装置，其特征在于所述的广口瓶[1]带有瓶口[2]，其上有橡皮塞[3]，橡皮塞赏有两个孔[4、5]，漏斗[6]上有活塞[7]，液面控制管[8]带有导气管[9]，导液管[10]，他们分别有两个导气管口[28，29]和导液管口[27，30]。
专利摘要本实用新型涉及一种粉体润湿性能快速测定装置，属于化工检测技术领域。该测定装置包括一刻度指示装置、控制液面的广口瓶和带有液面高度定位网的玻璃槽，三部分由玻璃管道连通，整个装置测定按下述步骤进行，被测定粉体样品的处理和装样，测定用液体的注入与调节，有色水柱的调节和整个实验过程。本实用新型的测定装置简单，操作简便，可以快速准确的测出液体对粉体的润湿性质。
文档编号G01N33/00GK2687671SQ20042002128
公开日2005年3月23日 申请日期2004年3月26日 优先权日2004年3月26日
发明者马士禹, 程栋, 陆维昌, 陈邦林 申请人:华东师范大学