Felületi feszültség és tisztaság mérése

Folyamatparaméter felületi feszültség

Számos gyártási folyamatban a felületi vagy határfelületi feszültség a termék minőségének meghatározó paramétere. Különösen a felületi technológián belül a felületi feszültség állandó mérő- és szabályozó változóvá vált.

Mi a felületi feszültség?

A felületi feszültség egy folyadékok és gázok közötti jelenség. Ez okozza, hogy a tárgyak, melyek általában a nagyobb sűrűségük miatt elsüllyednek, vagy hogy a festékek egyes felületeken jó nedvesedést érnek el, más felületeken pedig cseppekbe gyűlnek össze.

A folyadékok felületi feszültsége

A felületi feszültség jelenségéért a kohézió folyamata felelős. A kohéziót a folyadékok molekulái közötti vonzó (kohéziós) erőként vagy "összeragadásként" írhatjuk le. A folyadék (itt a víz) belsejében egy molekula minden irányban egyformán vonzó erőket tapasztal a szomszédos molekulák részéről. Az eredő erő értéke nulla.

Amint az a képen látható, a folyadék felszínén elhelyezkedő molekulából hiányzik néhány szomszédos molekula, és így az erők kiegyensúlyozatlanságát tapasztalja. Egy molekulának a megmaradt szomszédaihoz ható vonzereje a folyadék felszínén erősebb. Ennek eredményeként olyan erő (F) alakul ki, amely a közeg belseje felé irányul.

Gyakorlatilag a jelenség ahhoz hasonlítható, mintha egy vékony réteg venné körül a folyadékot, amely megnehezíti egy tárgy belemerítését és kihúzását a folyadékból. Az erővel (F) szemben munkát kell végezni ahhoz, hogy valamit áthelyezzünk ezen a rétegen, vagy kitágítsuk a felületét.

Ezért a felületi feszültséget úgy határozzuk meg, mint "a folyadék felületének (m2) egy egységgel való kitágításához szükséges erő (Nm) mértékét".

Ezért a felületi feszültséget N/m-ben mérik (Nm/m2 = N/m). Alkalmanként a felületi feszültséget dyn/cm-ben adják meg.

1 dyn/cm = 1 mN/m

A víz felületi feszültsége 20 °C-on 72,75 mN/m.