Yb Pt Si - Type Yb Pt Si - Type

3.7. OBERFLÄCHEN UND GRENZFLÄCHEN 1593.7.2 Grundlagen der GrenzflächenphysikEinen einfachen, anschaulichen Fall einer Grenzfläche stellt die Phasengrenze zwischen einerFlüssigkeit und einem Gas dar. Das System kann noch weiter reduziert werden, wenn anstattdes Gases Vakuum angenommen wird. In diesem Fall sind die Moleküle im Volumender Flüssigkeit in allen Raumrichtungen von benachbarten Molekülen isotrop umgeben. Imzeitlichen Mittel wirken aufgrund der Isotropie keine Kräfte auf ein einzelnes Molekül. An derOberfläche der Flüssigkeit ist die Situation anders, da in Richtung der Oberflächennormalekeine nächsten Nachbarn vorhanden sind. Um ein Molekül aus dem Volumen an die Oberflächezu befördern und damit die Oberfläche um einen Betrag dA zu vergrößern, muss eineEnergie vondE = σ · dA (3.88)aufgewendet werden. σ ist die sogenannte Oberflächen- oder Grenzflächenenergie, wie siebereits im Rahmen der Nukleationstheorie eingeführt wurde. Ihre Dimension ist die einerEnergie [ pro Fläche beziehungsweise einer Kraft pro Länge, ihre Einheit daher entwederJ] [m oder N] 2 m . Befindet sich die Flüssigkeit im schwerelosen Raum, so kann das Oberflächen/Volumsverhältnisminimiert werden, wodurch die Flüssigkeitstropfen kugelförmigeGestalt annehmen.Tritt ein Flüssigkeitstropfen mit einer Festkörperoberfläche in Wechselwirkung, so ergebensich die in Abbildung 3.65(a-c) gezeigten Idealsituationen.Abbildung 3.65: Benetzung einer Festkörperoberfläche mit einer Flüssigkeit. S: Festkörper;F: Flüssigkeit; U: Umgebung(a) Völlige Unbenetzbarkeit(b) Teilweise Benetzbarkeit(c) Vollständige Benetzung (Spreiten)Diese stellen die drei Grenzsituationen der Benetzbarkeit einer Festkörperoberfläche durchdie Flüssigkeit dar:• völlige Unbenetzbarkeit (Abbildung 3.65(a)): Die Flüssigkeit bildet kugelförmigeTröpfchen und perlt von der Oberfläche ab;