Quelles sont les méthodes de mesure de la tension superficielle ?

Prendre connaissance de la tension superficielle d’un matériau est important dans l’industrie en vue de s’assurer qu’une surface est apte à accueillir une impression ou de la colle par exemple. Plus la tension superficielle est élevée, plus elle est adhérente et à l’inverse, plus le niveau de tension de surface est moindre, plus elle constitue un filtre en étant hydrophobe ou oléophobe.

Cette notion est indispensable dans les industries de la céramique et du métal, ainsi que du plastique. Pour le plastique, il s’agit de s’assurer que l’on peut y coller ou imprimer n’importe quel matériau. Pour les métaux, il s’agit d’avoir la confirmation que la surface est propre et apte à être transformée. Mais comment mesurer la tension superficielle ? Quelles sont les méthodes de mesure possibles ?

La mesure de forme

En premier lieu, on distingue la mesure de forme qui peut être réalisée en suivant :

• La méthode de la goutte pendante ou stalagmométrie. Il s’agit d’observer une goutte de profil en vue d’en déterminer la forme, la taille et la longueur capillaire. Une fois la densité du liquide connue, la tension superficielle peut être déduite.
• La méthode e la goutte sessile. Il s’agit de poser une goutte sur un support solide plan pour observer l’angle de contact qui se forme en vue d’en déduire la tension superficielle.
• La méthode de la goutte tournante qui consiste à faire tourner un liquide dans un autre liquide de sorte à obtenir une géométrie de cylindre dont la longueur est supérieure à quatre fois le rayon. Cette méthode est préconisée pour les faibles tensions interfaciales. La tension de surface est déterminée en considérant la vitesse de rotation, le rayon du cylindre intérieur et la différence de densité entre les liquides différents.
• La méthode des encres test. Aujourd’hui, il existe des encres test étalonnées qui permettent de mesurer la tension de surface. Il suffit de tracer un trait de l’encre sur le matériau à tester pour en observer la réaction. Il faut adapter le niveau de l’encre selon le résultat obtenu jusqu’à ce que le niveau de tension superficielle du matériau soit déterminé.
• La méthode de mesurage de la montée d’un liquide. Elle se fait dans un tube capillaire selon la loi de Jurin.

La mesure de masse

La mesure de masse se fait grâce à la méthode du poids de goutte. Elle consiste à peser la goutte qui tombe d’un capillaire de rayon déterminé. En général, les forces s’appliquant sur la goutte sont son poids et la force exercée par la tension superficielle. Lorsque la goutte se détache, son poids est égal aux forces capillaires. Selon une formule mathématique définie, il suffit de faire le calcul de la tension superficielle en tenant compte de la masse.

La mesure de force

La mesure de force consiste à utiliser les méthodes d’arrachement ou méthodes d’étirement de films liquides via un étrier, un anneau ou une lame. C’est par exemple le cas de la méthode de la plaque de Wilhelmy et la méthode de l’anneau de Nouy. En bref, il faut tirer une plaque ou un anneau hors du liquide en mesurant la force qui s’exerce. Cette dernière est divisée par la largeur de la plaque ou par le périmètre de l’anneau pour obtenir la tension superficielle.

La mesure de pression

La mesure de la pression utilise la méthode du maximum de la pression de bulle. Cela consiste à mesurer la pression à l’intérieur de bulles à éjecter d’un capillaire plongé dans un liquide. La tension de surface entre le liquide et l’air est obtenue selon un calcul utilisant la pression maximale.Ca vient de sortir : parcourez cet excellent guide spécial table de lit roulante avant de passer à l’achat !

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