高精度压缩对于将表面化学与物理纹理分离开来至关重要。在制备碳基粉末薄片时，实验室液压机可消除颗粒之间的宏观间隙，从而生产出致密、几何形状平坦的样品。这使您能够确保润湿性测量表征的是材料固有的化学亲和力，而不是其表面粗糙度或孔隙率。
表面粗糙度和孔隙率会导致液体液滴偏离其平衡状态，从而导致数据不准确。通过将粉末压实成平坦薄片，可以消除物理变量——例如空隙和纹理——确保测得的接触角反映碳材料真实的化学性质。
表面纹理和润湿性的物理学
消除宏观间隙
碳粉末材料自然含有颗粒之间大量的空隙和间隙。如果这些不被消除，它们会干扰液体渗透。
高精度压机施加力来压实这些颗粒，消除宏观间隙。这会创建一个连续的固体相，这是准确测试所必需的。
减少润湿滞后
物理纹理会产生一种称为润湿滞后的现象。当表面粗糙度“钉住”液体液滴，阻止其自然铺展时，就会发生这种情况。
压机生产的高密度薄片表现出高几何平坦度。这种光滑度最大限度地减少了滞后，防止物理纹理掩盖您试图测量的化学相互作用。
测量固有与表观性质
润湿性表征的目标通常是确定表面的化学亲和力。
如果样品保持多孔或粗糙，您测量的是样品的几何形状（表观接触角），而不是其化学性质。高密度制备迫使测量反映材料的固有性质。
受控压力的作用
密度标准化
使用自动实验室压机可以施加恒定、高压——通常在 10 到 20 MPa 之间。
这种标准化对于可重复性至关重要。它确保每个样品都达到目标密度，从而有效消除内部空隙。
创建一致的界面
对于接触角计等仪器正确工作，基准表面必须明确且稳定。
压机将松散的复合粉末制成致密、平坦的圆柱形颗粒。这为液滴提供了稳定的界面，这对于获得用于优化浆料比例和涂层工艺的数据至关重要。
理解权衡
压实不完全的风险
如果施加的压力不足或不稳定，薄片将保留内部空隙。
这会导致测试期间液体渗透到样品中，而不是液体停留在样品上。这将导致动态接触角随流体吸收而变化，从而使静态润湿性数据无效。
手动处理中的异质性
如果没有实验室液压机的精度，压力分布可能不均匀。
这会导致样品在某些区域致密，在另一些区域多孔。这种异质性模仿了不同岩石类型的相互作用，但在表征单一、均匀的碳材料时是有害的。
根据您的目标做出正确的选择
为确保您的润湿性表征产生有效结果，请遵循以下原则：
- 如果您的主要重点是基础研究：优先考虑高几何平坦度以消除润湿滞后，确保您的数据反映固有的化学亲和力。
- 如果您的主要重点是工艺优化（例如，浆料）：使用标准化压力（10-20 MPa）来创建一致的颗粒，确保不同批次或配方之间的数据可比性。
您的样品制备精度直接决定了您的表面化学数据的有效性。
总结表：
| 因素 | 低密度/粗糙度的影响 | 高密度压制的优点 |
|---|---|---|
| 测量类型 | 表观接触角（几何形状） | 固有接触角（化学性质） |
| 液体相互作用 | 渗透和吸收到空隙中 | 在表面形成稳定的液滴 |
| 表面纹理 | 润湿滞后（液滴钉扎） | 几何平坦度（滞后最小化） |
| 数据完整性 | 高变异性和不一致的结果 | 可重复、标准化的密度（10-20 MPa） |
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参考文献
- Mark M. Thornton, D. Bratko. Wettability of Two-Dimensional Carbon Allotropes from Molecular Simulations. DOI: 10.3390/molecules30153296
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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