【应用】根据 ASTM D971 测量绝缘油与水的界面张力 用于绝缘油质量的评估

        表观张力和“实际”界面张力之间的差异通过环校正因子 f 进行校正。表/界面张力仪软 件 DCATS 中内置有不同参考文献（如 Huh-Mason, Zuidema-Waters 或 Harkins-Jordan）提供 校正因子。

       德国德飞 Dataphysics 公司 DCAT 系列的表/界面张力仪是一种基于力的界面参数和现象 研究的通用测量系统。凭借全面的软件模块和标准测试附件，如 Wilhelmy 板或 Du Noüy 环， 以及高精密的称量系统，可以测量静态和依赖于时间、温度的动态界面张力（IFT）。这种基 于力学的表/界面张力仪特别适用于研究不透明液体的表面张力或具有类似折射率的两种液 体的界面张力，即无法采用光学轮廓法进行分析的体系。 

       因此，根据 ASTM D971 标准, 德国德飞 Dataphysics 公司的 DCAT 系列表/界面张力仪 是测量变压器油与水的界面张力的理想设备。

        在本应用中，采用 DCAT 8T（图 1）和 Du Noüy 环 RG 11 进行变压器油与水的界面张 力的测定。根据 ASTM D971 的要求，环材质应由铂或铂铱合金制成，最小周长为 40 毫米， 环丝直径 0.3 毫米左右。此外，外圈半径（R）与环丝直径（r）的比值（R/r）至少要知道三 个有效数字。Du Noüy 环 RG 11 完全满足 ASTM D971 的要求。

图 1：表界面张力仪 DCAT8T

        为了计算环校正系数 f，必须知道水和油的密度差。因此，实验分为两部分进行：（一） 样品油的密度测定；（二）油-水界面张力测量。 注意事项：样品容器需用水清洗，然后用丙酮冲洗，然后再用自来水和蒸馏水彻底冲洗，并 在使用前干燥。

（一）样品油的密度测定 

       使用 DCAT 8T 张力仪，配合液体密度测量附件 DIS 11（图 2）在 DCATS 34 软件模块 中，全自动测量室温下样品油的密度，结果为 0.875 g/cm3。

（二）油-水界面张力测量 

     1）环清洗 

     环在使用之前，需对其进行彻底清洗并直接在本生灯的火焰中退火（图 3）

       2）水的纯度确定 

            为了保证蒸馏水的纯度、样品容器的清洁度和环尺寸的准确性，进行了初步试验。将室 温下的蒸馏水倒入深度约为 10 - 15mm 的干净容器中。水面上不能有泡沫。泡沫表明水被污 染了，或者容器不干净。样品容器放置在 DCAT 8T 的样品台上，将环放入测量天平的联轴 锁中。选择“界面张力”软件模块中的“法向环- RG 11”方法，自动测定蒸馏水的表面张力为 72.8 mN/m，与文献值吻合较好^[2]。

      3）油相分层 重复步骤

       1）后，将环放入测量天平的联轴锁中。选择“界面张力”软件模块中的“ASTM D971”方法进行测量。系统自动上升样品台，直到环浸入深度为 3.5 mm (< 6 mm)的水中。然 后，系统等待油的加入。用移液管将绝缘油小心地分层加到水面上。与此同时，环仍然淹没 在水中（图 4 左）。加油至厚度约 11mm（> 10mm），因为油相不应覆盖测试环的横杆（图 4 右）。完成油相加入后，保持油-水界面 30 秒左右不受干扰。

     4）自动测量 

   在软件中点击继续，软件控制样品台以 0.2 mm/s 的速度自动下降并记录液膜重量随位 置的变化。软件自动检测液膜的最大质量（图 5），并自动根据所选的环校正因子计算界面张力。

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