准备两种已知表面能分量的液体,如“水"和“二✳甲烷",二者的 γₗᵈ、γₗᵖ是公开可查的标准数据。
使用光学接触角测定仪分别测量这两种液体在该固体表面的静态接触角 θ₁(水)和 θ₂(二✳甲烷)。
根据 OWRK 模型的固-液界面能公式 γₛₗ = γₛᵥ + γₗᵥ - 2(√(γₛᵈ·γₗᵈ) + √(γₛᵖ·γₗᵖ)),结合 Young 方程,推导出两组方程:
对水:γₛᵥ = [γₗ₁ᵥ・(1 + cosθ₁)]/2 + √(γₛᵈ・γₗ₁ᵈ) + √(γₛᵖ・γₗ₁ᵖ)
对二✳甲烷:γₛᵥ = [γₗ₂ᵥ・(1 + cosθ₂)]/2 + √(γₛᵈ・γₗ₂ᵈ) + √(γₛᵖ・γₗ₂ᵖ)
联立方程,解出固体的色散分量 γₛᵈ 和极性分量 γₛᵖ,最终固体总表面能 γₛᵥ = γₛᵈ + γₛᵖ。
不能直接求:仅“液体表面张力 + 接触角"是两个已知量,而核心方程中存在两个以上未知量,无法求解,必须结合具体模型(如 Fowkes、OWRK),并获取“液体的表面能分数量"(色散、极性等),部分模型还需要多组液体数据。为确保固体表面状态合格、接触角测量准确,光学接触角测定仪的精确使用和数据处理至关重要,否则计算结果无意义。