wetting(젖음현상)

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목차

1. 서론

2. 본론
1) 젖음(wetting)이란?
2) 젖음의 분류
3) 분체에서의 젖음 현상
4) 접촉각의 시간에 따른 감소현상
5) 젖음 현상을 이용한 논문사례

3. 결론

4. 참고문헌

본문내용

저, P 243~245 참조.
고체, 액체 및 기상사이의 젖음 현상을 다음과 같이 3가지로 분류할 수 있다.
가) 기상 중에서 고체가 액체에 접촉 부착하는 부착 젖음(adhesional wetting)
나) 기상 중에서 모세관을 가진 고체의 면을 따라 이동하는 침투 젖음(immersional wetting)
다) 기상 중에서 고체면의 한족으로 액체가 박막 상으로 확산하는 확장 젖음(spreading wetting)
부착 젖음에서의 일 WA는 고체표면의 액체방울을 단위표면만큼 제거하는데 필요한 일의 양이다. 침투 젖음에서의 일 WI는 고체의 모세관내로 침투된 액체를 단위 면적만큼 원 상태로 되돌려 보내어 새로운 고체표면을 노출시키는데 필요한 일의 양이다. 확장 젖음에서의 일 WSP는 고체의 면에 펼쳐있는 액체의 박막을 단위면적만큼 원래대로 되돌려 놓는데 필요한 일의 양이다. 이들은 평면의 면에서의 값들이고 실제의 울퉁불퉁한 고체 면에서는 겉보기 표면적에 대한 실제의 면적의 비를 나타내는 거칠기 인자(roughness factor) R을 보정해 줄 필요가 있다. 즉, WA, WI ,WSP에 관해 다음의 식을 사용한다.
다음은 MgO 단결정 표면 위에서의 수 종류의 금속 및 염기성 슬래그가 이루는 접촉각의 측정값을 <표.1>에 나타낸 것이다.
Liquid
Test temperature(℃)
Measured Contact Angles on MgO Crystal plane
(100)
(110)
(111)
Cu
1300
106
159
149
Ag
1300
136
141
147
Co
1600
114
153
144
Fe
1600
59
110
90
Basic Slaga
1400
9
17
32
a40%SiO2, 20%Al2O3, 40%CaO
<표.1 Measured Contact Angles of Liquids on MgO Single Crystal, 세라믹스총론, W.D. Kingery 외 공저, P 245 Table 5.5 참조>
고체의 표면에너지는 결정의 방위에 따라 변하며, 이것은 MgO의 결정면이 변함에 따라 접촉각이 변화한다는 것에서 입증되었다. 상의 조성은 젖는 과정 동안에 변화하는 것이 보통이므로, 젖는 거동을 완전히 해석하는 것은 (식.1)이나, (식.2) 보다도 복잡하다. 따라서 순수한 상에 대한 초기퍼짐계수(initial spreading coefficient) 및 서로가 포화된 상에 대한 최종퍼짐계수(final spreading coefficient)에 대해서 말하는 것이 일반적이다. 특별한 경우에는 이것들 둘 사이의 중간적인 계수가 모두 중요하게 될 때도 있다. 일반적으로는 모든 계면 에너지는 조성의 변화에 영향을 받으므로 뒤늦은 젖음(delayed-wetting), 혹은 초기퍼짐에 이어 역젖음(de-wetting)등이 생기는 것이 알려져 있다. 측정을 한 조건에서의 , 및 의 값을 사용하면 (식.1)은 항상 성립한다. 또한 액체가 고체표면 위를 전진해 갈 경우의 각도와 액체가 이제까지 적시고 있던 표면에 후퇴해 갈 경우에는 각도와의 사이에는 큰 차이가 있을 때가 때때로 있다. 이와 같은 차는 표면의 청결도의 차이에 의해 때때로 생기나, 어떠한 경우에는 젖은 후에는 고체 표면이 비가역적으로 변화할 때도 있다. 액체가 후퇴할 때의 각도는 전진할 때에 비해 작은 것이 보통이며, 표면은 한번 젖으면 그대로의 상태로 남아 있으려는 경향이 있다. 유약조성에 결합재를 가해 가열초기에 생성되는 액체가 표면 전체를 균일하게 덮도록 하는데 이러한 사실이 이용된다. 만일 초기에 균열이 생기는 일이 있으면, 용융 후에도 유약이 표면을 완전하게는 재 피복하지 않을 가능성이 있다.
액상산화물의 표면에너지는 고체 표면에 비해서 훨씬 낮기 때문에, 금속 위의 액상산화물은 그 표면을 적시는 경향이 있고, 접촉각은 0°~50°사이를 변화한다. 예를 들면, 자기질 에나멜(porcelain enamel)은 철이나 구리의 위를 쉽게 흘러 퍼진다. 액상산화물이나 자기질 에나멜과 각 종의 금속재료와의 접착성이 다른 것은 젖은 문제와는 직접적인 관계가 없고, 이 이외의 인자에 의해 지배된다. 이것에 반해서 액상금속의 표면에너지는 대다수의 산화물 요업체에 비해서 크고 계면 에너지도 높으므로 특별한 처리를 하지 않는 한 젖음이나 퍼짐이 생기는 일은 없다. 산화물에 사용하는 금속 납땜제를 개발하는 데에 두 가지의 일반적인 접근 방법이 사용되었다. 첫째의 방법은, 금속에 티탄 등의 활성 금속을 가하여

키워드

wetting,   젖음,   젖음과 흡착