润湿有三种类型，依次为沾湿（adhesion wetting）、浸湿（immersion wetting）和铺展（spreading wetting）。铺展为最高层次，能发生铺展，定能发生浸湿、沾湿。沾湿是最低层次。它们的共同点为：液体将气体从固体表面挤开，使原来的固-气或液-气界面消失，而代之以固-液界面。

对于清洁平滑的表面，如图5.19（a）所示。假设液-气界面从B沿固态表面向A移动，固-液界面面积增加dS，则固-气界面面积也就相应减少dS。与此同时，液-气界面面积增加dScosθ。当系统处于热力学平衡时，界面位置移动少许，界面能的增量应为零，即

图5.19　界面粗糙度与润湿角关系示意图（引自陆佩文，1991）

式中，γLG、γSL、γSG分别是液-气、固-液和固-气界面能；θ为接触角或润湿角（contact angle）。整理后得

如果把界面能看成是表面张力的话，则这三个力在三相界面相交处，达成受力平衡，如图5.19（c）所示。θ≤180°时发生粘湿；θ≤90°时发生浸湿；θ=0°时发生铺展。式（5-20）为杨氏方程（Young equation）。为方便后面的讨论，我们把此式变为

实际固体表面上往往是凹凸不平的，如图5.19（b）所示。此时液体的真实接触角θ无法测定。实验所测为表观接触角，它不符合杨氏方程。设真实表面积比表观表面积大n倍。仍然假设液-气界面从B沿固态表面向A移动，固-液界面表观面积增加dS，真实面积增加ndS，则固-气界面面积也就相应减少ndS。液-气界面面积增加dScosθn，其中θn为表观接触角。当系统处于热力学平衡时，界面能的增量应为零：(www.daowen.com)

整理后有

比较式（5-21）和式（5-23），得

由于固体表面总是凹凸不平，故n也总是大于1的。因此，cosθn与cosθ有图5.19（d）所示的关系。

当θ＜90°时，θn＜θ。即接触角θ小于90°时，固体表面越粗糙，则n越大，表观接触角θn越小。此时，液体也越容易在固体表面发生润湿。而表面越光滑，则润湿偏难。

当θ＞90°时，θn＞θ。即接触角θ大于90°时，固体表面越粗糙，n越大，表观接触角θn也越大。此时，接触角θn向180°方向移动，液体越不容易在固体表面发生润湿，而使固体表面越光滑，却能改善液体的润湿性。

由上述可见，在不同情况下，改变固体表面的粗糙度能改善液体在固体表面的润湿性。比如，Al2O3陶瓷表面涂Ag后，在1000℃时，Al2O3陶瓷的表面能γSG=1 J/m2，Ag的表面能γLG=0.92 J/m2，Al2O3与Ag的界面能γSL=1.77 J/m2。按照图5.19（c）由杨氏方程，解得接触角θ=147°，即高温下，液态Ag不能浸湿只能粘湿Al2O3陶瓷表面。因此，要改善液态Ag在Al2O3表面的润湿性，可先将Al2O3陶瓷表面磨平并抛光。

在材料制备过程中，若有液相和固相同时存在，则液相是否能在固体表面润湿就显得很重要，故润湿性是影响和衡量多相材料界面结合性的主要因素之一。