TFT（Thin Film Transistor）即薄膜场效应晶体管，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。它可以“主动地”对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这样可以大大提高反应时间。一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。所谓薄膜场效应晶体管，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器，在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动，方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个显示点的开与关，光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线，通过遮光和透光来达到显示的目的。
　　TFT-LCD液晶显示屏是薄膜晶体管型液晶显示屏，也就是“真彩”(TFT)。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，但也存在着比较耗电和成本较高的不足。TFT液晶技术加快了手机彩屏的发展。新一代的彩屏手机中很多都支持65536色显示，有的甚至支持16万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。
　　TFT型的液晶显示器主要的构成包括：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。

　　TN是SuperTwistedNematic的缩写是我们接触得最多的LCD了因为我们过去使用的灰阶手机的屏幕都是STN的。和前面几种LCD相比，STN型液晶属于被动矩阵式LCD器件，它的好处是功耗小具有省电的最大优势。彩色STN的显示原理是在传统单色STN液晶显示器上加一彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，就可显示出彩色画面。和TFT不同，STN属于无源Passive型LCD一般最高能显示65536种色彩。
　　撇开灰阶STN不提现在STN主要有CSTN和DSTN之分。CSTN即ColorSTN一般采用传送式(transmissive)照明方式传送式屏幕要使用外加光源照明，称为背光(backlight)，照明光源要安装在LCD的背后。传送式LCD在正常光线及暗光线下，显示效果都很好，但在户外，尤其在日光下，很难辨清显示内容而背光需要电源产生照明光线，要消耗电功率。
　　目前采用CSTN的手机有索尼爱立信T618、飞利浦820／826、MOTOT720E350、西门子S57SL55等。
　　DSTN(double－layersuper－twistednematic即双层STN，过去主要应用在一些笔记本电脑上。也是一种无源显示技术，使用两个显示层，这种显示技术解决了传统STN显示器中的漂移问题而且由于DSTN还采用了双扫描技术，因而显示效果较STN有大幅度提高。由于DSTN分上下两屏同时扫描，所以在使用中有可能在显示屏中央出现一条亮线。
　　目前来说使用DSTNLCD有NOKIA的72106610等据说OKWAP的166、163也是使用的DSTN屏幕。

　　反映新买的“彩屏”手机图象暗，颜色不够鲜艳，以及接受图片清晰度都比不上周围人的彩屏手机。可早在购买时，他们确实已被销售商明确告知肯定是彩屏，既然都是彩屏手机，为什么会有这么大的区别呢？
　　彩屏手机有不同的类型，彩屏手机的屏幕主要有ＳＴＮ和ＴＦＴ二种类型。
　　目前市面上的大部分中低端彩屏机和部分高端机彩屏采用的是ＳＴＮ显示屏幕，这样的显示效果与其字面宣传相去甚远。但是由于ＴＦＴ显屏技术被日韩极少数厂商垄断，他们过高的出货价格使得欧美厂商和真正国内厂商都宁愿选择廉价的ＳＴＮ显屏。
　　ＳＴＮ的特点是功耗低，另外色泽不是特别好，亮度不高，所以一般在阳光强的地方，（图像）看起来比较费劲，它还有一个大的特点：由于材质问题（价格）比较便宜。还有一种采用的是ＴＦＴ，由于材质问题，采用的是透射光，亮度比较高，表现的画质鲜艳，缺点是功耗大，价格高。
　　彩屏手机有一个很新的功能就是可以看活动的画面，ＳＴＮ播放动画时会发生图像拖尾的现象。真彩的效果一般比较好，就像看电视一样。另外在影响彩屏显像效果的颜色上，一般颜色较差，色彩过度不自然。ＳＴＮ显示图画的时候，边缘上会出现马赛克，像阶梯的形式，比较难看。
　　据估计，现在我国每年有２５０万人购买彩屏手机，这其中就包括了ＳＴＮ、ＴＦＴ手机。手机销售商有义务向消费者说明两种彩屏的差别。

　　ＳＴＮ　　亮度较暗　画面的质量较差　耗电量小　颜色不够丰富　播放动画时有拖尾现象
　　ＴＦＴ　　亮度高　画面的质量好　耗电量大 色丰富　播放动画时清晰
      STN和TFT最大的两个区别就在于TFT表现效果比STN好，但是STN又比TFT省电。

UFB（UltraFineBright）是三星最新研制的技术，据三星官方提供的资料显示，使用UFB技术的LCD是相当省电的，实际上的用电量甚至要比STN更加少，不过有得必有失，使用UFB的代价就是色彩的表现会比TFT差很多。

      TFT与STN的差别：TFT液晶显示技术采用了“主动式距阵”的方式来驱动。方法是利用薄膜技术所做成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动的”控制任意一个显示点的开与关。光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线。电极通过时，液晶分子就象STN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过折光和透光来达到显示的目的。看起来这和STN原理差不多。但不同的是，由于TFT晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到TFT电极下一次再加电改变其排列方式为止，而STN型液晶就没有这个特性，液晶分子一旦没有加以电场，立刻就返回原来的状态，这是TFT液晶和STN液晶显示原理的最大不同。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而，每个节点都相对独立，并可以进行连续控制，这样的设计不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示灰度，所以TFT液晶的色彩更逼真,更平滑细腻，层次感更强。因此可知道STN不能做的很大，因为无法克服刷新率的问题，由于无法保存电位的原因，而TFT可能做的大些，因此有电位保持的因素。

　　windows XP的“体重”比起其它系统，已经成为一个不折不扣的“大胖子”。各优化“瘦身”技巧早已布满各大IT报刊杂志，望着Windows XP的“Windows”成百上千的DLL（动态链接库）文件，为使系统更清爽，我们可以通过regsvr32.exe程序重新注册修复和反注册屏蔽系统功能，以减少系统资源。
友情链接：regsvr32.exe使用详解：
　　regsvr32.exe是32位系统下使用的DLL注册和反注册工具，使用它必须通过命令行的方式使用，格式是：
　　regsvr32 [/u] [/s] [/n] [/i[:cmdline]] DLL文件名
　　命令可以在“开始→运行”的文本框中，也可以事先在bat批处理文档中编写好命令。未带任何参数是注册DLL文件功能，其它参数对应功能如下：
　　/u：反注册DLL文件；
　　/s：安静模式（Silent）执行命令，即在成功注册/反注册DLL文件前提下不显示结果提示框。
　　/c：控制端口；
　　/i：在使用/u反注册时调用DllInstall；
　　/n：不调用DllRegisterServer，必须与/i连用。
　　单独运行regsvr32.exe程序，可以看到弹出一“No DLL name specified”的错误提示框，并且可以看到参数原英文提示信息（如图1）。


图1
　　输入DLL文件名时，如果待处理的是非系统文件，必须在文件名前添加文件绝对路径，必须注意的是文件路径不包含中文，否则很可能导致处理失败。如果碰到regsvr32不能正常执行时，很可能系统文件遭到破坏，因为使用regsvr32.exe时会调用到Kernel32.dll、User32.dll和Ole32.dll三个文件，在DOS模式或其它系统替换正常文件即可解决。
一、屏蔽对压缩文件的支持
　　早在Windows千禧版（Me）时，微软就在系统内置了对ZIP文件的支持，不过微软似乎并不关心其功能，以至于在Windows Server 2003的ZIP功能也仅仅停留在把ZIP文件当成文件夹浏览、压缩等支持。主流压缩软件WinRAR已经遍布天下，Windows自带的ZIP浏览自然有理由丢之门外。
　　（如图2）点击“开始→运行”，在运行输入框中输入“regsvr32 /u zipfldr.dll”(不包括引号，下同)，回车即可。同样，如果不喜欢系统查看CAB压缩包，输入“regsvr32 /u cabview.dll”来取消对cabview.dll的注册。

图2
二、屏蔽视频预览和刻录功能
　　每当用资源管理器选中一个视频文件时，XP会在左侧面板预览显示，不过这对于较大的视频文件时，往往要读上半天。用户在大多数情况下并不需要预览，禁止的方法也非常简单，在运行输入框中输入“regsvr32 /u shmedia.dll”即可撤消视频预览（屏蔽前和屏蔽后的资源管理器对比如图3）。

图3
三、屏蔽Windows图片和传真查看器
　　默认情况下，Windows XP默认的图片查看工具是“Windows图片和传真查看器”，虽然通过安装ACDSee等其它看图软件可以绕开图片查看器，但未真正“消灭”此工具。在运行输入框中输入“regsvr32 /u shimgvw.dll”，回车即可弃图片查看器于系统外（屏蔽前和屏蔽后的资源管理器对比如图4）。

图4
四、拯救失落的“搜索”
　　不知是与软件的冲突还是优化错误，最近一些朋友的Windows XP的搜索界面空白无物，昔日的搜索助手已“不见踪影”，右窗口仍然有文件列表框，使用其它系统功能正常（如图5，Windows Server 2003也有类似问题）。何故？
　　可以肯定，系统的搜索功能文件出错，后来知道是urlmon.dll此链接库注册不正常，解决方法也相当简单：在运行输入框中输入“regsvr32 urlmon.dll”，回车后，重新运行搜索窗口，即可恢复。

图5
五、纠正IE保存mht网页错误
　　点击Internet Explorer“文件→另存为”命令菜单，在“保存类型”中选择“Web电子邮件档案(.mht)”格式后保存文件错误（如图6）。

图6
　　在运行输入框中输入“regsvr32 inetcomm.dll”，回车即可解决。
　　如果在使用使用OE时提示“无法启动Outlook Express。应用程序无法创建字体缓存对象。计算机内容不足或磁盘已满。请与Microsoft支持部门联系以获取更多的帮助。(0x8007000E,14000)”，点击“确定”后又弹出“MSOE.dll无法初始化，Outlook Express无法启动。Outlook Express可能没有正确安装。”的提示框（如图7），从提示的信息似乎是系统磁盘空间满，其实这也是“inetcomm.dll”没有正确链接导致，通过同样方法解决。

图7
六、在使用Windows Update更新操作时，提示“IEXPLORE错误”，无法继续更新操作。
　　首先在运行输入框中输入“regsvr32 /u wuv3is.dll”反注册此链接库，接着进入“X:\Program Files\Windows Update”（X为Windows XP的在盘符），删除wuv3is.dll文件。最后重新执行Windows Update操作，系统会重新生成wuv3is.dll文件，错误提示也不会再弹出。
 
					  

制作伴奏——教你用CE消除歌曲中的原唱

最近有很多朋友在问怎么才能把原唱里的声音给消除。这里我整理了下，给大家系统、仔细的介绍下怎么用Cool Edit Pro来制作伴奏带的方法。你只要有歌曲的原唱音频文件，就能很快的制作成伴奏带，这里我只讲消原唱和以最大限度来保证伴奏的质量。但是首先，我要交待的是：方法永远是死的，若不精心去体会，就算把方法背得烂熟也不会有多大的作用。这里我只给大家介绍，不是为了给大家去硬搬硬套，真正要做出点象样的东西来，还得*大家多练习和体会。所以，这个方法我个人不建议大家使用。
  其次这里介绍的方法再怎么做也是不能完全做到原版的效果，一般都会残留部分原唱的声音，而且有的还可能无能为力。接下来我就从基础的开始来讲，有耐心的朋友细心的读完，或许对你会有很大的帮助。

一、为什么能消原唱

  假设我们的电脑里有一个音频文件，不管是MP3、WMA或是WAV都好，通常一个音频文件就是一首歌曲，我们用耳朵来听时，通常一首歌中有原唱、伴奏。而原唱的特征大致分为两种：1、人声的声像位置在整个声场的中央（左右声道平衡分布）；2、声音频率集中在中频和高频部分。我们理解了这些后，而我们只要告诉电脑“把左右声道的对等声音且频率集中在中频和高频部分的声音消除”，所以说，电脑永远是死的，和人脑完全不同，它只会听命令去执行。所以再一次告戒大家电脑或是软件都是死的，它们永远是工具，是跟着你的思维去运作的东西，要想用它来作出像样的东西，最终还是要*你的大脑。

二、那些软件能消原唱

  消原唱的软件很多我个人知道的有Cool Edit Pro、T-RackS、Vogone、Dart Karaoke、WinRIP等等。这里我就不一一介绍了。总的来说各软件制作出来的效果虽说都不同，但是都达不到理想的效果。对于Cool Edit Pro来说算不上是自动化的软件，最主要的还是要*你自己去听，然后给它命令，让它来帮你帮你实现你大脑所需要的东西。如果大家有兴趣的话也可以搜索以下一个一个来试试，看自己的需求来用。这里我只向大家介绍Cool Edit Pro、和T-RackS两款软件的消声制作。

三、用Cool Edit Pro消除原唱的基本方法

  用Cool Edit Pro消除原唱，方法实际上可以说很简单，然而要想把它做的很完美还是得下点功夫。
  我这里说的“消原唱”只是Cool Edit Pro菜单中的一个独立功能，选择并使用就立即出结果。但是要想得到最好的效果，仅仅使用Cool Edit Pro的“消原唱”菜单功能还是不够滴！！你还得进行跟多细致的音频处理和设置。
  无论如何，还是先让我们尝试下最简单的“消除原唱”的方法。
  首先进入“单轨编辑模式”界面。用“File”→“Open”调入一个音频文件。我已庾澄庆的《命中注定》为例，文件名为“命中注定.MP3”。调入后选择“Effects”→“Amplitude” →“Channel Mixer…..”（中文版的为“效果”→“波形振幅”→“声道重混缩”），在“预置”中选择“Vocal Cut”见（图1），保持对话框上的认设置，点“OK”按钮。经过处理后，就得到了《命中注定》这首歌的伴奏音乐。“Vocal Cut”功能的原理是：消除声像位置在声场中央的所有声音（包括人声和部分伴奏）。所以用此功能主要的还是要看伴奏的来源，混音前是否有乐器和人声放在声场的中央，如果有的话用此功能都会把它给消除掉，造成了音质的衰减。比如说一般声场放在中央的有“主人声”、BASS……等等。如果大家需要消音音频来源是我说的这些原理的来源的话，我还是建议不要使用此功能，这样人声没消掉到把伴奏音乐全给消除了，真让人郁闷呵呵

好了来试听下自己的成果吧！请非常仔细地听，你会发现伴奏与原声带的声音是不同的。伴奏带中的原唱声音已变得非常“虚”，但是隐约还是能听到原唱的声音，其实这就是所谓的消声后的效果（绝对滴消除原唱是不可能滴）。这样的伴奏效果基本上可以拿去当作卡拉OK的背景音乐了，当你演唱时，你如牛般的吼叫声足以能掩盖住原唱的声音了呵呵。如果不是要求很原版的伴奏的朋友，这个因该还是行了吧呵呵。（这里我可还没说完喔！）
  此外，整个伴奏带中的音频质量有所下降，我们所听到的是缺乏立体感的伴奏声音（类似于单声道音频），还可能有一些“咝咝啦啦”的声音，低频部分也被消弱了很多。总之，听起来很不“爽”。
或许你现在已经非常不满意这种效果了吧，不是吗？别急，下面我们就来学习一些进阶的处理技巧，这里请留意下前面我所说的“消声原理”的思路。

四、Cool Edit Pro消原唱进阶

  先总结一下我们不满意的结果有那些。第一，原唱的声音似乎消除得还不够干净；第二，有“咝咝啦啦”的杂声；第三，立体声效果降低了；第四，低频效果减弱了。
以下针对上述四个问题进行一一修正。首先在Cool Edit Pro中打开“命中注定.MP3”原声带。

1．把原唱声消除得更干净

  选择“Effects”→“Amplitude” →“Channel Mixer…..”（中文版的为“效果”→“波形振幅”→“声道重混缩”），在“预置”中选择“Vocal Cut”。先前我们是以默认值处理，现在我们来试着调节左面的各个参数见（图2）。在调节过程中，可以随时点“Bypassa (直通)”复选框来对比原音。
左面有两个“Invert (反相)” 复选框，默认状态下其中一个前面有“√”，现在我们把“√”取消，声音变得更“干”，但是声场变得要开阔一些，立体感增强，但低频被消减得更多。或许这个效果对某些歌曲比较合适，但对有些歌曲效果不是很好，处理的时候还是得*大家来慢慢、仔细的调试，如果次方法对你要处理的歌曲不好的话，自然保持默认设置。

此对话框在默认设置下已处于以最大程度消除原音的状态，因此要想把原音消除的更干净，基本上在这里是没有任何办法的。我个人发现，不同人唱的歌曲，消原唱的效果并不一样。有些会比较好些，有些就很不理想。但是我们可以通过“声道重混缩”对话框左面的四个滑块对这项处理进行优化 见（图2）。由于最终效果受原声带的影响非常大，所以这里的调整没有固定的“定式”，只能将滑块略微移动到中心点时，立体声效果会比较明显，但是人声也会变得比较明显。在立体声和人声消除效果上，总得向一方妥协。这里先把处理后的结果保存为“命中注定（伴奏）.MP3”。

2．消除“咝咝啦啦”声

  杂音来源于两处，这里我指的是伴奏里的杂声。第一，你的原声带经过了有损压缩处理（如MP3或WMA编码），在经过“声道重混缩”处理后，自然就会显现出来；第二，未消除干净的气声和齿音。所以条件允许，应直接将CD音轨以WAVE格式保存到硬盘在进行处理。
  消除“咝咝啦啦”声一般要使用Cool Edit Pro的“均衡器”功能。首先调入刚刚消除好后的伴奏“命中注定（伴奏）.MP3”，选择“Effects”→“Filters” →“parametric Epualizer”（中文为“效果”→“滤波器”→“参数均衡器”）。此“参数均衡器”对于初学着来说不是很直观，这里不是很懂均衡器的朋友也可以选择用“图形均衡器”来调节，它的操作界面要比“参数均衡器”直观容易得多。这里我以“参数均衡器”来消除伴奏中的“咝咝啦啦”声。
  “均衡器”的作用是增强或衰减某一频率段或某几个频率段的声音强度。“咝咝啦啦”声通常处于8000Hz左右，我们将这一区域的声音强度作衰减处理 见（图3）。

这一处理同时也有助于进一步消除人声。例如，一般人声的频响以中频为主，我们可对中频部分做适当衰减。而气声和齿音主要在6000Hz — 18000Hz以上，也可根据实际情况做衰减处理，但会损失伴奏的清晰度。均衡器一般用来做修补和优化，人声的消除还得*“效果”→“波形振幅”→“声道重混缩”来做。这里处理完了别忘记了存盘喔！

3．立体声效果增强

  立体声效果增强属于比较专业的处理手法，由于一时不能完全的写出来，这里我只简单说下立体声增强的方法，可以使用立体声效果起增强插件（如：WAVES插件效果器材就是个不错的处理插件，这里我就不一一介绍了）或用专业的立体声增强软件进行适当的调节，也可以适当的加入些混响效果。

4．低频补偿

  “命中注定（伴奏）.MP3”是我们经过了消除原唱、消除“咝咝”声后的结果，但是它的音频被衰减了很多。要对低频进行补偿这里就可以用Cool Edit Pro的“均衡器”，但不要用已经“消过”声的这个文件，因为它的低频效果已经被衰减了，若进行增益处理，效果一定没有原声带好，所以我们用原声带来进行处理。取出原声带里的低频部分作为伴奏的补偿。

现在先调入“命中注定.MP3”原声带，选择“Effects”→“Filters” →“parametric Epualizer”（中文为“效果”→“滤波器”→“参数均衡器”），进入“参数均衡器”后，将参数调节成图4的样子。点“OK”后立即进行处理，这样就能得到“命中注定”原声带里的低频部分，这里暂时先保存个文件为“命中注定（BASS）.MP3”。（再次提醒大家，保存最好从一开始就用无损的WAV格式来保存，这样最后出来的效果会好一些。）

5．多轨合成

  多轨合成这个可就不用我多说了吧，想必你一定很熟悉了，这里先把消过声的“命中注定（伴奏）.MP3”插入到第一轨； “命中注定（BASS）.MP3”插入到第二轨，混缩合成为就搞定了。如果觉得两个音轨的音量不是很均衡的话，这里就可以在多轨下调节下两个音轨的音量，直到你听着伴奏很饱满很合适了在进行混缩保存。

消人声的重点其实是在人声消除程度和播放效果上取得平衡，如果不考虑播放效果，人声可以被消除的更干净，但这样做的必要性不大，只要你在唱歌时你的声音能盖住原唱就可以了。这样以来伴奏带里的效果即能保证，原唱的声音也不会太明显。
这里要告戒大家，此方法我个人建议只做参考和学习，不要去指望它能给你带来什么好的效果。还有，次方法的使用，主要还是要看你消声的歌曲的来源如何，不是什么歌曲都能消除掉，它首先要具备我前面所说的原理条件，不要为了做不好效果去自责自己或他人，也不要怪你的造作或是设备声卡之类什么的。因为这些方法制作上是和设备完全无关的，效果的好坏决非是你设备不好所致，这里的效果制作最多声卡起到的作用是输出声音让你得到效果好坏的结果。最终，还得*你去细心的体会。
  最后我希望大家能在WO99里玩得开心学得开心，最主要的还能学到更多的东西，不管在硬件、软件操作、录音或者是效果制作上都能得到很大的突破。

第一节 润湿作用

　　润湿是有条件的，润湿能否进行，取决于界面性质及界面能的变化，其润湿的程度可以用接触角的大小来判断。

一、 表面张力与表面过剩自由能

　　表面张力与表面过剩自由能是描述物体表面状态的物理量。

　　液体表面或固体表面的分子与其内部分子的受力情形是不同的，因而所具有的能量也是不同的。以液体为例，如图1－1所示，处在液相内部的分子，四周被同类分子所包围，受周围分子的引力是对称的，因而相互抵消，合力为零；处在液体表面的分子则不然，因为液相的分子密度远大于气相的分子引力，致使合力不再为零，而是具有一定的量值且指向液相的内侧。由于这个拉力的存在，使得液体表面的分子，相对于液体内部分子处于较高能量态势，随时有向液体内部迁移的可能，处于一种不稳定的状态。液体表面分子受到的拉力形成了液体的表面张力，相对于液体内部所多余的能量，就是液体的表面过剩自由能。由于表面张力或表面过剩自由能的存在，在没有外力作用时，液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势，这是因为在体积一定的几何形体中球体的表面积最小。


图1-1　液体表面分子与内部分子能量的不同


图1-2　表面张力实验示意图

　　图1－2是表面张力实验的示意图。Ⅱ形框架的AB边是可以上下滑动的，长度为ι。将框架直立于液体中，AB边也被浸没。缓慢地提起AB边，便在框架内形成一个逐渐扩展的液体薄膜。随着液膜的扩展，提起长度为ι的AB边所需要的力也要逐渐增加。设：当AB边提升到高出液面h的位置时，为保持液膜平衡而不收缩，需要施加的力为F，则此力F应与液膜的两个表面所提供的力相平衡。ι越长，F值越大。因此，在AB边上，单位长度液面上受的力为：
F=γ·2ι　　　　　（1-1）

　　比例系数γ定义为表面张力系数，表示垂直通过液体表面任一单位长度、与液面相切地收缩表面的力，常简称为表面张力。

　　表面张力的量纲是〔力/长度〕，常用的单位是N/m（牛顿/米）。某一种液体，在一定的温度和压力下，有一定的γ值。因为温度升高时，液体分子间的引力减少，共存的气相蒸气密度加大，所以表面张力总是随温度的升高而降低。故测定表面张力时，必须固定温度，否则会造成较大的测量误差。

　　液体的表面张力是表面紧缩力，它使液体表面积有自动缩小的趋势。若要扩展液体的表面，即要把液相内的一部分分子移到表面上来，则必须克服其向液相内侧的拉力而作功，因此，液体自动收缩表面的趋势，也可以从能量的角度来解释。设：当表面扩展的微面积为dA时，表面张力所作的元功为－δW，因为表面分子受到的指向液相内侧的拉力，要扩展表面，液相内部的一部分分子，就要向表面移动，所以作负功。在表面扩展过程中，元功－δW与微面积增量dW成正比，令γ为比例系数，则有：
－δW=γ·dA　　　　　（1-2）

　　又因为在怛温恒压条件下，在表面扩展的过程中，体系对外界所做的功即为δW，而δW应等于在此过程中体系自由能的减少一Dg_T.P,故（1－2）式可以写作
dG_T.P=γ·dA

　　亦即
γ=(G/A)_T.P.　　　　　（1-3）

　　从（1－3）式中看出，γ的物理意义是：在恒温恒压条件下，增加单位表面积表面所引起的体系自由能的增量，也就是单位表面上的分子比相同数量的内部分子过剩的自由能。因此，叫比表面过剩自由能，常简称为“比表面能”，单位是J/m²（焦尔/平方米）。因为1J＝1N·m，所以，一种物质的比表面能与表面张力数值上完全一样，量纲也一样，但物理意义有所不同，所用的单位也不同。

　　测定表面张力的方法很多，一般在实验室中，用滴体积法或挂环法既简便又准确。滴体积法不仅可以测定润湿液的表面张力，也可以测定润湿液和油墨连结料的界面张力。用挂环法测定液体表面张力时，为获得准确的表面张力数据，应该选用被液体完全润湿的金属环进行测试。以上两种实验方法，请参看有关表面张力的书籍或资料，这里不再叙述。

　　表面张力或表面过剩自由能，是一强度因素，其值与物质的种类、共存另一相的性质以及温度、压力等因素有关。对于纯液体来说，共存的另一相一般指空气或饱和蒸气。一些纯液体在常温20℃时的表面张力值如表1－1所列。
表1－1 几种液体的表面张力γ（20℃）
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液体名称	表面张力（10－2N/m）	液体名称	表面张力（10－2N/m）
水	7．275	苯	2．888
甘油	6．340	甲 苯	2．845
液体石蜡	3．310	醋酸	2．763
油酸	2．250	正已烷	1．843

表1－2表面张力γ和温度的关系
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温度（℃）	表面张力（10－2N/m）
10	7．42
20	7．27
30	7．12
50	6．79
80	6．26
100	5．89

　　当温度升高时，液体分子间引力减弱，而共存蒸气的密度加大，所以表面分子的过剩自由能减少。因此表面张力总是随温度的升高而降低的。表1－2表示水的表面张力和温度之间的关系。

　　在一定的温度下，纯水中加入少量的表面活性剂，溶液的表面张力急剧下降。水的表面张力随表面活性剂的种类及在溶液中的浓度而有不同程度的降低（表面活性剂对水溶液表面张力的降低作用，将在第五章详细讲述）。

　　以上讨论的有关表面张力的问题是以液体表面为例的，但也可以推广到固体，固体表面的分子和液体表面的分子一样，比内部分子有过剩的自由能。对于固体的表面张力或比表面能，目前虽然还不能像对液体那样，用实验方法直接测定。但根据间接推算，固体的表面张力或比表面能一般比液体大的多。有的固体比表面能具有很高的数值。需要注意的是，固－液相接触或液－液相接触的比表面能γ_SL或γLL的物理意义是：单位面积相界面上的两相物质的分子，各自比相同数量的本相内部分子过剩自由能和加和值。当γ_SL或γLL取N/m为单位时，通常称为界（表）面张力（γ）。

二、 水和油的化学结构与表面张力

　　水和油对固体的润湿程度，与各自的表面张力有关，水和油的表面张力又都与各自的化学结构有关。

　　1．水的化学结构与表面张力。水分子由氢元素和氧元素组成，分子的偶极矩等于6.17×10^－30C·m（库仑·米），分子的结构不对称，是极性很强的分子。按照"结构相似互溶原理"，极性分子对极性分子有强的亲合力，非极性分子对非极性分子有强的亲合力。因此，当水分子和具有极性结构的物质相接触时，由于亲合力的作用，水会附着在不溶于水的极性物质表面，或者把能溶于水的极性物质溶解。故极性物质叫亲水物质。

　　物质分子间的作用力主要是范德华力和氢键。范德华力一般包括取向力、诱导力和色散力。

　　极性分子与极性分子之间，存在有取向力、诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，只存在色散力。氢原子和其它电负性较强的原子（如F、O、N）化合而形成的分子之间，存在氢键。水分子是由氢原子和电负性较大氧原子化合而成的极性很强的分子。因此，水分子之间的作用力，既有取向力、诱导力和色散力，也有氢键。故表面张力值较大，纯水的

　　表面张力在20℃时，约为7.2×10^－2N/m。

　　2．油的化学结构与表面张力。油是有机液体的统称。分子结构较为简单的有机液体四氯化碳（CCL4），是具有对称结构的甲烷（CH4）的衍生物。在四氯化碳分子中，4个C－C1键都是极性共价键，但因分子的结构是正四方体，碳原子位于正四方体中心，4个氯原子分别位于四面体4个顶端，分子的偶极矩等于零，是非极性分子。各种饱和烃、苯等有机液体的结构也是对称的，偶极矩等于零，为非极性分子。水或极性物质与油相接触时，因化学结构不相似，不产生亲合力，故非极性物质为疏水物质。

　　如果在非极性分子中，引入羟基（－OH）、氨基（－NH2）、硝基（－NNO2）、羧基（－COOH）等有极性的原子团时，非极性分子便会带有一定的极性，疏水物质也就有了一定的亲水性，但极性和亲水性的大小，取决于分子中非极性部分碳链的长短，碳链愈长，分子的非极性和疏水性愈大。

　　亚麻油是一种常用的油墨连结料，属于干性植物油，可以看成是甘油和亚麻油酸、亚油酸、油酸发生酯化反应生成的甘油三酸酯：


　　亚麻油酸、亚油酸、油酸的分子中，虽然有极性原子团羧基（－COOH），但因碳链很长（均含有18个碳原子），亲水的极性基团几乎不起作用，所以，亚麻油酸等是非级性的疏水物质，故油墨中的连结料干性植物油疏水性很大。油分子和油分子之间只有色散力，故油的表面张力比水的表面张力小，油的表面张力如表1－3所列。

　　油墨的粘度较高，尤其是胶印油墨，所以，用实验的方法测定油墨的表面张力存在一定的困难。要想测得可靠而又可重复的实验数据，必须将油墨稀释后测定其表面张力，然后推断到100％纯油墨时的表面张力值。为保证推断数据的可靠性，选择何种稀释剂稀释油墨，就成为测定油墨表面张力的关键。目前，在测定油墨的表面张力时，一般选择两种稀释剂分别稀释油墨，一种稀释剂的表面张力高于纯油墨，另一种则低于纯油墨，分别测定油墨在两种稀释剂不同浓度下的表面张力，这样测定的数据可靠性最大。图1－3表示两种热固性胶印油墨，分别用Magil470油和1－溴化萘稀释后的实验结果。从实验曲线上推断的表面张力γ值分别为3.35×10^-2N/m和3.1×10^-2N/m。
表1－3油的表面张力γ（20℃）
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油	表面张力（10－2N/m）
庚烷	1．97
辛烷	2．18
苯	2．89
甲苯	2．84
油酸	2．25
蓖麻油	3．90

图1-3　稀释后的油墨表面张力

　　大多数油墨的表面张力，由于受到颜料和添加剂分子中极性基的影响，比纯油的表面张力大，一般在3.0×10^-2N/m～3.6×10^-2N/m。

　　三、 液体在固体表面润湿的条件

　　液体在固体表面的润湿分为沾湿、浸湿、铺展三类。

　　1．沾湿。沾湿是指液体与固体接触，将"气－液"界面与"气－固"界面转变为“液－固”界面的过程，如图1－4所示。


图1-4　沾湿过程

　　在沾湿过程中，新形成的“液－固”界面增加了自由能γ_SL，而被取代的液体表面（即“气－液”界面）分别减少了自由能γ_LG和γ_SG，所以体系自由能的变化是
ΔG=γ_SL-γ_LG-γ_SG　　　　　（1-4a）
　　体系对外界所做的功是
W_a=-ΔG=γ_SG+γ_LG-γ_SL　　　　　（1-4b）
W_a叫粘附功，是液体和固体粘附时，体系对外界所作的最大功。根据热力学第二定律，在恒温恒压条件下，当体系能量的变化ΔG_T.P≤0时，这样的过程才能自发地进行。因此，沾湿过程自发进行的条件是
ΔG=γ_SL-γ_LG-γ_SG≤0　　　　　（1-5a）

　　或
W_a=γ_SG+γ_LG-γ_SL≥0　　　　　（1-5a）

　　而且，体系自由能减少的愈多，沾湿过程愈容易进行，粘附功愈大，“液－固”界面结合得愈牢。

　　如果将图1－4所示过程的固体，换成具有相同面积的液柱，则因“液－固”界面消失，γ_SL=0，又因为γ_SG为γ_LG所取代，故（1-5b（式变为
W_a=W_c=γ_LG+γ_LG-0=2γ_LG　　　　　（1-6）
W_c的大小表征了液体分子间的相互作用力，叫作内聚功。显然，W_c愈大，液体本身的结合也愈牢固。W_c是液体分子间相互作用力大小的表征。

　　在平版印刷中，润湿液能不能附着在印版的亲油表面，阻碍油墨的传递；油墨会不会附着在印版的亲水层表面，造成印刷品空白部分的粘脏，则和粘附功W_a及内聚功W_c有关。

　　2．浸湿。浸湿是指固体浸没在液体中，“气－固”界面转变为“液－固”界面的过程，如图1－5所示。


图1-5　浸湿过程

　　在浸湿过程中，液体表面没有变化，所以，在恒温恒压条件下，单位浸湿面积上体系自由能的变化是
ΔG=γ_SL-γ_SG　　　　　（1-7a）
体系对外界所作的功是
W=W_i=γ_SG-γ_SL　　　　　（1-7b）
W_i叫浸湿功，W_iv的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力，在铺展作用中，它是对抗液体收缩表面的能力（液体表面张力）而产生铺展的力，故又叫做粘附张力，常用A表示。

　　在恒温恒压条件下，液体浸湿固体的条件是
ΔG=γ_SL-γ_SG≤0　　　　　（1-8a）

　　或
W_i=γ_SG-γ_SL≥0　　　　　（1-9a）

　　或
A=γ_SG-γ_SL≥0　　　　　（1-9b）

　　在凹版印刷中，印版滚筒的一部分浸渍在油墨槽中；在柔性版印刷中，网纹辊的一部分浸渍在墨槽中，油墨是否能浸满凹版和网纹辊的着墨孔，则和浸湿功Wi或沾附张力A有关。

　　3．铺展。铺展是指液体在固体表面上扩展时，“液－固”界面取代“气－固”界面的同时，液体表面也扩展的过程，如图1－6所示。


图1-6　铺展过程

　　在铺展过程发生前，ab是“气－固”界面，在铺展过程结束时，ab成为“液－固”界面，而且与此同时，体系还增加了同样面积的"气－液"界面，所以在恒温恒压下，单位铺展面积上体系自由能的变化是
ΔG=γ_SL-γ_LG-γ_SG　　　　　（1-10a）
体系对外所作的功是
W=S=γ_SG-γ_SL-γ_LG　　　　　（1-10b）
S叫铺展系数，S的大小表征了液体在固体表面上铺展的能力。

　　在恒温恒压条件下，液体在固体表面上自动铺展的条件是
ΔG=γ_SL+γ_LG-γ_SG≤0　　　　　（1-11a）
或
S=γ_SG-γ_SL-γ_LG≥0　　　　　（1-11b）

　　若将(1－9b)式代入（1－11b）式，便得到S＝A－γ_LG，当S≥0时，则
A≥γ_LG
上式表明，当液体和固体之间的粘附张力大于液体本身的表面张力时，液体便能够在固体表面自动铺展。

　　在平版印刷中，润湿液要在非图文部分铺展形成一层水膜，防止油墨沾污印版的空白部分，在此润湿过程中，润湿液的铺展系数S愈大，润湿效果愈好。

　　综上所述，在恒温恒压下，沾湿、浸湿、铺展三类润湿过程发生的热力学条件分别是：
沾湿　　　　　W_a=γ_SG-γ_SL+γ_LG≥0

浸湿　　　　　W_i=γ_SG-γ_SL≥0　　　　

铺展　　　　　S=γ_SG-γ_SL-γ_LG≥0

　　比较这三类润湿的条件可以看出，对同一个体系来说，W_a>W_i>S,因此，当S≥0时，W_a和W_i也一定大于零。这表明，如果液体能在固体表面铺展，就一定能沾湿和浸湿固体，所以，常用铺展系数S作为体系润湿的指标。

　　从三类润湿过程发生的条件可看出，“气－固”和“液－固”界面能对体系的三大类润湿的贡献是一致的，都是以粘附张力A的形式起作用：即γ_SG愈大，γ_SL愈小，（γ_SG－γ_SL）值就愈大，则愈有利于润湿。液体表面张力对三种过程的贡献各不相同。对于沾湿，γ_LG大有利；对于铺展，γ_LG小有利；而对于浸湿，则γ_LG大小与之全无关系。原则上说，润湿类型确定以后，根据有关界面能的数据，即可判断润湿能否进行，再通过改变相应的界面能的办法达到所需要的润湿效果。例如，平版的非图文表面能否被油墨沾湿，根据油墨和非图文表面的粘附功即可判断。若改变油墨在非图文表面的界面能，使油墨的内聚功大于油墨和非图文表面的粘附功，油墨就不会脏污非图文表面。但实际上并非如此简单，在三种界面能当中，只有γ^LG可以通过实验直接测定，这样上述的判据只有理论上的意义。

四、 接触角与润湿

　　在实际应用中，润湿类型的判据要依赖于接触角及由此概念推导出的润湿方程。

　　1．接触角与润湿方程。把液体滴在平滑的固体表面，表面上便形成一液滴，当液滴处于平

　　衡状态时，在固、液、气三相的交界处，自“液－固”界面，经液体内部，到达“气－液”界面的夹角叫接触角，用θ表示。

　　设平衡条件下液体在固体表面扩大的"固－液"界面面积为dA,则"气－液"界面的面积增量如图1－7所示为
dA₁=dA·cosθ=dA·cos(θ-dθ)

　　因此体系自由能变化是
ΔG=γ_SG·dA-γ_SL·dA·cos(θ-dθ)

　　又因为在平衡条件下应用ΔG＝0的关系，而dA是任意的，dθ与θ相比是无穷小量，所以得到
γ_SG-γ_SL=γ_LG·cosθ　　　　　（1-12）

　　此式称为润湿方程，是T.Young在1805年提出来的。


图1-7　接触角和润湿方程的推导

　　若θ角是润湿液在平版空白部分的平衡接触角，γ_SG是平版空白部分的表面自由能，γ_LG是润湿液的表面张力，γ_SL是润湿液和空白部分的界面张力，利用润湿方程，可以定性地分析

　　润湿液对平版空白部分的润湿情况。

　　当θ＞90°cosθ＜0时，则γ_SG－γ_SL＜0、γ_SG＜γ_LG。若用S－L界面取代S－G表面，将引起界面能的增加，这个过程是非自发过程，不能自动进行，平版的空白部分不能被润湿液润湿。

　　当θ＜90°cosθ＞0，则γ_SG－γ_SL＜0、γ_SG＞γ_LG，若用S－L界面取代S－G表面，将引起界面能的减少，这个过程是自发过程，能自动进行，润湿液能润湿印版的空白部分。

　　当γ_SG继续增大，θ就会愈来愈小，当γ_SG大到足以使θ＜0时，（θ值是按1－12式计算出来的值），三个张力就失去了平衡，润湿方程就不适用了，这时，润湿液在平版空白部分的表面上完全铺展。

　　若将（1－12）式代入公式（1－5b）、(1-9b)和(1-11b)，得到下面结果：
W_a=γ_SG+γ_LG－γ_SL
=γ_LG(1+cosθ)　　　　　（1-13）

A=γ_SG-γ_SL=γ_LGcosθ　　　　　（1-14）

S=γ_SG-γ_SL-γ_LG=γ_LG（cosθ-1）　　　　　（1-15）

　　以上三个方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、粘附张力和铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据，接触角愈小，润湿性能愈好。

　　在判断各种类型的润湿能否进行时，以能量变化为基础，推导出接触角的判据条件如下：
能量判据 接触角判据

沾湿　W_a=γ_LG（1+cosθ)≥0　　　　θ≤180°

浸湿　A=γ_LG-γ_SL≥0　　　　　　　　θ≤90°

铺展　S=γ_SG-γ_SL-γ_LG≥0
　　　　θ≤0°（或不存在）

　　通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，叫做不润湿，当θ＜90°时，叫做润湿，θ角愈小，润湿性能愈好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。若把干净的玻璃板浸入水中，取出时将看到玻璃表面全沾上了水，而石蜡浸入水中却不沾水。所以称θ＜90°的固体为亲液固体，θ＞90°的固体为憎液固体。

　　测定接触角的方法很多，一般常用的方法有角度和长度测量法。用斜板测定接触角是一种十分简便的角度测量方法。其原理是不论固体与液面以何种角度插入液体中，按照接触角的定义，只有在板面与液面夹角恰为接触角时，液面才一直伸至三相交界处，不出现弯曲，如图1－8（c）所示。因此，改变板的插入角度直至液面在三相交界处没有变曲，此时板与液面之夹角即接触角。


图1-8　斜板法测量接触角的示意图

　　斜板法适合测定润湿液和金属板之间的接触角，不足之处是用液量较大。

　　当液体量较少时，可以采取长度测量法。测量方法是：在一光滑的水平固体平面上放一小液滴（一般体积为10^－4ml），重力作用忽略不计，用读数显微镜测出液滴的高度h与底宽2r(如图1－9)按下式计算接触角：
sinθ=2hγ/（h²+r²)　　　　　（1-16）
或
tg（θ/2）=h/r　　　　　（1-17）


图1-9　长度法测量接触角的示意图

　　在固体表面的液滴上，不断地增加液量，液滴的高度和底面的直径同时增加。当液滴的高度增大到某一最大值时，即使再给液滴增加液量，液滴的高度也不会继续增加，而只增加其底面的直径。

　　测量出此时的液滴高度h_m，查出液体的表面张力γ和液体的密度ρ，可按下式计算接触角：
cosθ=1-ρgh²_m/2γ_LG　　　　　（1-18）

　　2．接触角滞后。用实验方法测定接触角时，在“液－固”界面扩展后测量，或者在“液－固”界面缩小后测量，所得的测量结果不同。前者叫前进接触角，用θA表示；后者叫后退接触角，用θR表示；两者的差值（θ_A－θ_R）叫做接触角滞后。例如水滴在非常干净、平滑的玻璃板上，水将自动辅展，水和玻璃板的接触角为零，若将玻璃板倾斜，水便顺流而下，如图1－10（a）所示。如果玻璃板附有污物或灰尘，变得既不平滑又不均匀，玻璃板倾斜时，水滴的流动状况就变成图1－10（b）所示的那样，出现前进角和后退角不等的情况。

　　实验表明，在干净、平滑、均匀、不变形的固体表面上，液体所形成的平衡接触角只有一定值。但是这样的固体表面状况，在实际中很少见，因此接触角滞后现象经常出现。造成接触角滞后的主要因素是固体表面的不均匀（包括表面污染）和表面不平。


图1-10　玻璃表面上的水滴

　　表1－4所列的实验数据说明，当气相成分变化时，固体表面由于吸附作用被污染，从而引起水在金属表面上接触角的变化。
表1－4几种大气中水在金属表面上的接触角
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大气	θA	θR
水蒸气	7±1°	0°
水蒸气＋纯净空气	6±1°	0°
水蒸气＋室外空气	13°	0°
水蒸气＋苯蒸气	82±2°	82°
水蒸气＋纯净空气＋苯蒸气	86±1°	83±1°

　　表1－5列出的实验数据说明，表面愈不平，起伏角φ愈大（φ如图1－11所示），则接触角的滞后愈严重。


图1-11　不平的固体表面

　　从润湿方程的角度来看，界面吸附必然使该界面的界面自由能降低，这样便改变了三相交界处的平衡关系，接触角随之改变。因此在测定接触角时，既要防止污染，又要模拟实际情况，否则得不到正确的结果。表1－6所列的接触角数据，是金属表面进行电解研磨，得到干净、平滑的表面，然后在空气中滴水于表面而测定的。实际应用中，接触角常用前进接触角的数值表示。一般金属θ_A>θ_R
表1－5几种液体在石蜡表面上的接触角滞后
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液体	接触角滞后θA－θR
	平滑表面	φ＝30°	φ=45°	φ=60°
甲基溶纤剂	20°	64°	82°	93°
甘油	7°	23°	44°	77°
水	11°	30°	48°	64°
3molCaCl2	10°	24°	34°	49°

表1－6几种金属表面受水后的接触角
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金属表面	θA	θR
黄铜	10．5°	0°
铜	9．6°	3．9°
锌	8．5°	1．2°
铝	4．6°	0°