威廉米懸片

威廉米板是一種薄板，用於測量氣-液或液-液界面處的平衡表面張力或界面張力。在這種方法中，板垂直於界面定向，並測量施加在其上的力。基於路德惟希的工作，這種方法在薄膜的製備和監測中得到了廣泛的應用。

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

Platinum Wilhelmy plate measuring surface tension.

詳細說明

威廉米板由一塊面積通常為幾平方厘米的薄板組成。該板通常由濾紙、玻璃或鉑製成，它們可能會被粗糙化以確保完全潤濕。事實上，實驗結果並不取決於所使用的材料，只要材料被液體潤濕即可。 將板徹底清潔並用細金屬絲連接到天平上。使用張力計或微量天平測量板上因潤濕而產生的力，並用於計算表面張力（ $\gamma$ ) 使用威廉米方程：

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

其中，$l$是濕周長（ $2w+2d$ ), $w$是板寬， $d$是板厚，和$\theta$是液相與板之間的接觸角。在實踐中接觸角很少被測量。相反，要麼使用文獻值，要麼完全潤濕（ $\theta =0$ ） 。

優點和簡介

如果假設完全潤濕（接觸角 = 0），則在使用威廉米板時不需要校正因子來計算表面張力，這與度莫米環不同。此外，由於在測量過程中板不移動，威廉米板允許在廣泛的時間尺度上準確確定表面動力學，並且顯示出較低的操作員差異。在典型的板實驗中，板被降低到被分析的表面直到形成彎月面，然後升高使得板的底部邊緣位於未受干擾的表面的平面上。如果測量掩埋界面，則將第二相（密度較小）添加到未受干擾的主相（密度較大）的頂部，以免干擾彎月面。然後可以使用平衡時的力來確定絕對表面或界面張力。由於板的較大潤濕面積，與使用較小探頭時相比，測量不易受測量誤差的影響。此外，該方法已在多個國際測量標準中進行了描述。

參見

• 張力計（表面張力）
• du Noüy 環法
• 固着滴技術

更多

• 霍姆伯格，K（編輯。 ) 紐約應用表面和膠體化學手冊，Wiley and Sons：2002。卷。 2，第 219
• 為什麼表面張力很重要？ （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）