
【化】 initial spreading coefficient
at the beginning of; early; elementary; first; original
【医】 arch-; arche-; prot-; proto-
begin
extend; lay; pave; spread; unfold
exhibit; open up; postpone; put to use; spread out; unfold; unfurl
【医】 abduce; abducent; abduct; abduction
coefficient; modulus; quotiety
【计】 coefficient
【化】 coefficient
【医】 coefficient; quotient
【经】 coefficient; parameter; quotient
初始铺展系数(Initial Spreading Coefficient)是材料科学和界面化学领域的重要参数,用于描述液体在固体表面初始接触时的铺展能力。该指标通过量化液体与固体表面之间的相互作用力,反映液体润湿性的动态特征,其数学表达式为: $$ S = gamma{SV} - gamma{SL} - gamma{LV} $$ 其中$gamma{SV}$表示固-气界面张力,$gamma{SL}$为固-液界面张力,$gamma{LV}$则是液-气表面张力。
在工业应用中,该系数直接影响涂层工艺的质量控制。根据《材料界面科学手册》(2022年版)记载,当S>0时液体可自发铺展,S<0则形成液滴形态。美国化学学会(ACS)的专题研究指出,该参数在半导体制造中的光刻胶涂布阶段具有关键作用,其数值精度需控制在±0.5 mN/m范围内。
中国国家标准化委员会发布的GB/T 30693-2014《表面活性剂润湿性能测定》中,明确规定了该系数的标准测量方法,包括悬滴法和Wilhelmy板法两种技术路径。实验数据显示,温度每升高10℃,典型有机溶剂的初始铺展系数会下降约15%-20%,这与《热力学界面行为》(Springer, 2021)中的理论模型高度吻合。
初始铺展系数是描述液体在另一种液体或固体表面能否自发铺展的关键参数。以下是其详细解释:
初始铺展系数(S)通过表面张力计算,表示铺展过程的热力学驱动力。其公式分为两种情况:
液体在另一液体表面:$$ S = sigma_B - sigmaA - sigma{A,B} $$
($sigma_B$为基底液体表面张力,$sigmaA$为铺展液体表面张力,$sigma{A,B}$为两液体界面张力)()
液体在固体表面:$$ S = gamma{gs} - gamma{gl} - gamma{ls} $$
($gamma{gs}$为气-固界面张力,$gamma{gl}$为气-液界面张力,$gamma{ls}$为液-固界面张力)()
注:实际应用中,界面张力可能随时间变化(如表面活性剂影响),但初始铺展系数仅反映铺展开始时的平衡状态()。
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