液體在固態(tài)粉體材料(簡(jiǎn)稱(chēng)粉體，又稱(chēng)粉末)上的接觸角是反映粉體材料與液體潤濕關(guān)系的重要尺度，用于衡量液體對固態(tài)粉體的潤濕性質(zhì)，在實(shí)踐中對粉體接觸角的測量非常重要，但其測定要比在平面固體表面上的困難得多，因而至今尚無(wú)理想的測定方法。

目前大多數采用的是基于Washburn方程的毛細管滲透法，也是比較經(jīng)典的一種粉末接觸角測量方法。該法的基本原理是：固態(tài)粉體間的空隙相當于一束平均半徑為R的毛細管，由于毛細作用，液體能自發(fā)滲透進(jìn)入粉體柱中(毛細上升效應)。毛細作用取決于液體的表面張力和粉體的接觸角，故通過(guò)測定已知表面張力液體在粉末柱中的透過(guò)狀況，就可以得到有關(guān)該液體對粉末的接觸角的信息。具體的測定方法是：將固體粉末以固定操作方法裝入一個(gè)樣品測量管中，管的底部有特制的小孔，既能防止粉末漏失，又容許液體自由通過(guò)，當管底與液體接觸時(shí)，液體在毛細力的作用下在測量管中上升，然后依據待測液體在粉末柱中的滲入速度和平均半徑r求出該液體在該粉末表面的接觸角。

在t時(shí)間內上升高度h可由Washburn方程描述：

h2＝(γRcosθ/2η)t，式中γ為液體的表面張力，R為粉末柱的有效毛細管半徑，η為液體的粘度，θ為接觸角，t為時(shí)間。以h2

對t作圖得一直線(xiàn)。直線(xiàn)的斜率k＝γRcosθ/2η，進(jìn)而可求出θ＝arccos(2kη/γR)。一般先用一種對樣品接觸角θ＝0°的液體進(jìn)行實(shí)驗，確定毛細管平均半徑R的值，然后再在相同條件下用其他液體實(shí)驗，測定θ值。

盡管應用Washburn方程設計的毛細管滲透法能很簡(jiǎn)便地測得粉體的接觸角,應用也很廣泛，但是它是利用液體在粉末柱中上升的高度與時(shí)間之間的關(guān)系來(lái)測定的。在實(shí)驗過(guò)程中存在一個(gè)問(wèn)題,即由于粉體床中各位置的堆積密度不盡相同,使得液體不會(huì )總是水平上升,因此液體在粉體床中上升高度不易準確測量,給實(shí)驗帶來(lái)較大誤差。

為此,現有技術(shù)中提出一些理論，即可選擇潤濕過(guò)程中在各個(gè)時(shí)間段測量粉體床內液體質(zhì)量，從而得出質(zhì)量對時(shí)間的變化，求取液體對固態(tài)粉體的接觸角。但是，每次稱(chēng)重測量時(shí)，需要將樣品測量管提出液面并擦去連帶的水分，操作比較繁瑣，且無(wú)法精確控制每次擦除的液體量，造成了稱(chēng)重測量過(guò)程中的不連貫性，也會(huì )使得結果誤差放大。

粉體材料潤濕接觸角測量方法應用于表面張力儀，所述表面張力儀包括殼體以及設置于殼體內的電子天平、底端用微孔板封閉的測量管、液體樣品托架、升降機構和攝像裝置；所述電子天平的底部設置有連接桿，所述連接桿與所述電子天平的稱(chēng)重盤(pán)固定連接，所述測量管垂直懸掛于所述連接桿下方，所述測量管的底端位于所述攝像裝置的攝影取景范圍中，所述測量管內裝有待測粉體，所述液體樣品托架用于固定裝盛有待測液體的樣品容器，所述液體樣品托架由所述升降機構驅動(dòng)升降；所述測量方法包括：

控制所述升降機構驅動(dòng)所述液體樣品托架上升；

在所述液體樣品托架上升過(guò)程中，控制所述攝像裝置以預設頻率拍攝所述測量管底端，獲得多個(gè)管底區域成像；

當從多個(gè)所述管底區域成像中識別出所述待測液體的液面與所述測量管的底端之間的當前距離小于預設距離閾值時(shí)，控制所述升降機構驅動(dòng)所述液體樣品托架上升預設高度差，所述預設高度差小于所述當前距離；

若在指定時(shí)長(cháng)內所述電子天平的讀數發(fā)生變化且達到最大讀數，判定所述待測液體的液面與所述測量管的底端接觸；

實(shí)時(shí)采集所述電子天平的讀數，獲得所述測量管隨時(shí)間的重量變化曲線(xiàn)；

根據所述重量變化曲線(xiàn)，計算獲得所述待測粉體對所述待測液體的潤濕接觸角。