Theorie der Blasenbildung - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de ...
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<strong>Theorie</strong> 20<br />
2.2.2 Gaseinschluss an festen Oberflächen<br />
Gaseinschlüsse an festen Oberflächen können als Blasenkeime fungieren. Abb. 2.8 a zeigt die<br />
Voraussetzung für <strong>de</strong>n Gaseinschluss beim Vordringen <strong><strong>de</strong>r</strong> Flüssigkeit über einer Vertiefung<br />
nach Bankoff [53]. Wenn <strong><strong>de</strong>r</strong> Kontaktwinkel θmin größer als <strong><strong>de</strong>r</strong> Scheitelpunktwinkel 2β ist,<br />
berührt die Flüssigkeitsfront erst die gegenüberliegen<strong>de</strong> Seite, bevor sie die tiefste Stelle <strong><strong>de</strong>r</strong><br />
Vertiefung erreicht. Somit ist die Voraussetzung für Gaseinschlüsse in konisch geformten<br />
Vertiefungen:<br />
θmin > 2β. (2.10)<br />
Abb. 2.8 b zeigt die Voraussetzung für die vollständige Wasserverdrängung aus einer Vertie-<br />
fung beim Zurückweichen <strong><strong>de</strong>r</strong> flüssigen Phase. Wenn <strong><strong>de</strong>r</strong> Kontaktwinkel θmax kleiner als π-2β<br />
ist, erreicht die Gasphase zuerst die gegenüberliegen<strong>de</strong> Seite, bevor die Vertiefung vollständig<br />
von <strong><strong>de</strong>r</strong> flüssigen Phase befreit ist. Somit ist die Voraussetzung für das Verbleiben von Flüs-<br />
sigkeit in einer Vertiefung beim Zurückweichen <strong><strong>de</strong>r</strong> Flüssigkeit:<br />
feste<br />
Phase<br />
Gas<br />
θ<br />
Flüssigkeit 1<br />
a) θ=2β<br />
b)<br />
θmax < π-2β. (2.11)<br />
Flüssigkeit 2<br />
Gas<br />
θ<br />
feste<br />
Phase<br />
θ=π−2β<br />
Abb. 2.8 a) Vorrücken<strong>de</strong> Flüssigkeitsfront einer Flüssigkeit über einer Vertiefung<br />
nach Bankoff [53].<br />
b) Zurückweichen<strong>de</strong> Flüssigkeitsfront aus einer Vertiefung<br />
(unterschiedliche Flüssigkeiten) nach Bankoff [53].<br />
Aus <strong>de</strong>n bei<strong>de</strong>n genannten Ungleichungen entstehen vier Klassen von Vertiefungen:<br />
• Gas wird eingeschlossen aber keine Flüssigkeit (θmin > 2β ∩ θmax > π-2β),<br />
• Flüssigkeit wird eingeschlossen aber kein Gas (θmin < 2β ∩ θmax < π-2β),<br />
• Gas und Flüssigkeit wer<strong>de</strong>n eingeschlossen (θmin > 2β ∩ θmax < π-2β),