蓝宝石晶体的可湿润性（二）

蓝宝石晶体的可湿润性（二）

蓝宝石主要晶体学面上在极性液体(蒸馏水)和非极性液体(丙三醇)的润湿角在68-85º范围内(图2.83和2.84).在所研究的所有样品的表面润湿中, 非极性的丙三醇的润湿性好于水. 晶体学方向和掺杂物对 Q0 值的影响很弱, 尽管一般的变化特点保持不变. 晶体掺杂是加强润湿的一个重要因素. 掺杂 Cr(C=0.01%)导致对水和丙三醇 Q(0001)0 分别降·低 12º 和 8º. 相同的结果在 Ti 掺杂(C~0.05%)中也有发现, Q(11 2 0)0 降·低了 3º. 在 NaCl 等压溶液中(0.9%), 发现晶体成分和晶体学参数对润湿性也有影响. 这可以通过溶液的离子组分(Na+和 Cl-)在被研究表面物理化学吸附过程的不同效·果来解释. 由润湿角估算的蓝宝石晶体学面的表面能值与先前测试的磨损抗力结果有相关性. 在水中对于{1010}和{112 0}面用自由研磨剂zui快的磨损速率对应于zui小的 Q0 值(zui大能量)(见图 2.83). 这表明水作为表面活化物质很好的参与了磨损过程. 一个样品的zui大生物不活泼性分别对应于zui小的表面能和zui大的可能润湿角. 这些数据也和蓝宝石不同晶体学面的腐蚀抗力有关[100]. 

在水存在的处理区域的物理化学过程可以简要的描述如下. 在晶体液体界面, 相当大的粘附力发生在液体边界层分子与晶体表面之间. 这些力阻碍了界面上的滑动. 润湿现象通常用这种立场的相互作用来解释. 摩擦中的表面一般通过一层薄薄的润滑层隔离, 该润滑层结合紧密以致于这些表面的直接接触被排除, 相对错位沿着中间液体层发生. 液体的表面活性决定于它的分子结构, 分子极性越高活性越强. 当吸附在晶体表面的液体分子可以移动时, 分子相互作用沿着微裂痕传导表面临近层的晶体中. 液体分子的楔入效应(Rebinder 效应)使得微裂痕向宏观裂缝发展, 并因此导致颗粒从晶体表面剥落, 所以便利了扩散过程. 因为在摩擦的过程中水润湿在{1010}和{112 0}面更好, 所以这些面可以观察到zui大的磨损速率. 

所以, 研究了蓝宝石与水和丙三醇润湿与晶体学方向的相依性. 与这两种液体的zui大润湿角都在(0001)面. zui小润湿角对于水在{1010}和{112 0}面上而对于丙三醇在{1012}面上. 在蓝宝石主要晶体学面的水润湿性与这些晶面在以水为悬浮介质的自由研磨剂摩擦下的磨损速率之间发现了一关联性.

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