POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI

Zakład Wysokich Napięć i Materiałów Elektrotechnicznych

Ćwiczenie 2

Temat: Badanie adhezji fazy ciekłej do fazy stałej

Wydział Elektryczny	Wykonawcy	Data
Elektrotechnika Grupa E-5		Wykonania ćwiczenia		Oddania sprawozdania
			13.10.2008		20.10.2008
Ocena

1. Wstęp:

Wykonanie powyższego ćwiczenia zaczęliśmy od pomiaru kąta zwilżania. Jedną z metod służących do pomiaru kąta zwilżania jest rzut powiększonego obrazu kropli umieszczonej na płytce z danej próbki materiału na ekran i odczytanie odpowiednich wielkości. Z przyczyn technicznych (kamera przesyłała obraz w kiepskiej jakości, a do tego ciężko było ustawić jej ostrość) wyniki pomiarów mogą nieco odbiegać od tych właściwych. Ponadto badania przeprowadziliśmy używając jedynie wody destylowanej, gdyż zarówno etanol jak i olej za bardzo rozlewały się na powierzchni próbki, przez co nie mogliśmy zaobserwować kropli na monitorze.

Kolejnym etapem doświadczenia było wyznaczenie względnej przenikalności elektrycznej badanych próbek, do czego potrzebna była pojemność
kondensatora o określonym kształcie i wymiarach elektrod, między którymi znajduje się badana próbka oraz pojemność
utworzona przez ten sam układ elektrod po zastąpieniu dielektryka suchym niezjonizowanym powietrzem. Pojemność
wyznaczyliśmy za pomocą miernika RLC oraz odpowiednim zestawem elektrod. Pojemność
natomiast wyznaczyliśmy z pokazanemu w ćwiczeniu wzoru. Wielkość owych pomiarów przedstawiono w punkcie II sprawozdania.

2. Poszczególne wartości dla badanych materiałów:

Materiał	Grubość próbki
PCV techniczne	2,22 mm	14,1795 pF	25,2 pF	1,7772
PCV medyczne	2,16 mm	14,5734 pF	20,3 pF	1,3929
Polietylen	2,13 mm	14,7786 pF	27,1 pF	1,8331
Szkło	4,08 mm	7,7153 pF	18,7 pF	2,4237

3. Przenikalność elektryczna cieczy:

Ciecz
Woda destylowana	79
Etanol	41
Olej	2,3

4. Kąty zwilżania:

Objętość [μm] Materiał	2	4	6
PCV medyczne	30°	24°	23°
PCV techniczne	33°	30°	29°
Polietylen	39°	38°	36°
Szkło	28°	25°	25°

5. Wykresy:

Wykres 1. Względna przenikalność elektryczna w zależności od kąta zwilżania

(dla wody destylowanej w reakcji z badanymi próbkami, objętość kropli wody 2 μm)

Wykres 2. Zależność kąta zwilżania od objętości kropli (woda i PCV medyczne)

Wykres 3. Zależność kąta zwilżania od objętości kropli (woda i PCV techniczne)

Wykres 4. Zależność kąta zwilżania od objętości kropli (woda i polietylen)

Wykres 5. Zależność kąta zwilżania od objętości kropli (woda i szkło)

6. Wnioski:

Kąty zwilżania wody destylowanej dla wybranych materiałów są mniejsze od 90°, wskazane materiały należą więc do hydrofilnych. Ponadto kąt zwilżania zmniejsza się, gdy wzrasta objętość zastosowanej cieczy. Przenikalność elektryczna wzrasta wraz ze zmniejszeniem się kąta zwilżania, tym samy wzrasta, gdy zwiększa się objętość cieczy.