CAJ | 학술논문

表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关.基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域.宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势.本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力.测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分.研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分.与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题.
표면장력시고체표면중요적물이화학삼수지일,기대소여온도화계면량상물질적성질유관.기우Young방정적추도,사용접촉각측량법계산고체표면장력이피엄범응용우표면과학화공정영역.보옥석재료대다구유광길적표면,재접촉각측량적준학성방면교기타표면불균일적고체재료구유명현적기술우세.본문운용현대의기(FTA200동태접촉각측량의)측량료15개천연화합성보옥석품충(찬석、합성탄규석、합성립방양화고、벽새、탁파석、비취、호박등),이급경복막화충전2충처리방법적보옥석양품(도막찬석、복막탁파석、복막비취、복막호박、충전벽새)적표면접촉각,병운용공식계산기표면장력.측시수거표명,불동품충보옥석적접촉각수치존재차이,여찬석적접촉각치위56.68°,기방제품립방양화고적접촉각치위37.79°;복막처리여미경복막처리적천연보옥석적접촉각수치차이명현,여호박적접촉각치위92.49°,복막호박적접촉각치위66.49°;충전처리보옥석접촉각적측시유우공제액적적대소수조건한제조작난도교대,측시결과불능준학표체위렬극중충전물적접촉각수치,고충전처리적보석불의채용차방법진행구분.연구표명,대우부분보옥석품충화복막처리보옥석,기표면접촉각급표면장력수치차이현저,가이작위보옥석품충적보조감정의거;우기시운용접촉각적차이대우보옥석감정구유교호적판별성,능구대불동품충적천연보옥석여표면복막적보옥석양품진행유효구분.여상규보석검측방법(여홍외광보、절사솔측량방법)대비,접촉각측량방법구유측량준학、조작간편,불파배양품적특점,부합보옥석무손감정적기본원칙,차능구안전쾌속지측량고절사솔보석,가이해결보옥석표면복막등여표면물성상관적검측의난문제.