渗透检测中不同液体向固体孔隙中的渗透能力 不同，称为液体的渗透力，其强度将明显影响发 现缺陷体表面间的润湿角的大小、缺陷的形状和大小 以及渗透液的粘度等因素。
液体的表面张力决定于液体的性质，同一种液 体，其表面张力大小与温度有关。
液体和固体表面间的润湿角，就是液固体间的界 面与通过气体、液体、固体交点，向液体表面所 作切线之间的夹角(含液体部分)，如图所示。
细管中液面的高度和形状随液体对管壁的润湿情 况不同而变化的观象称为液体的毛细观象
若液体与毛细管壁之间接触角θ小于90o，液体
润湿管壁，管中液面为凹面，液体上升，如图a
如果θ=90o，不发生毛细上升或下降(图b)。 θ>90o ，液体被压低，不润湿，液面为凸面(图c)
在毛细上升的情况下，液 体沿管手上升是靠凹面上表 面张力的分布使紧靠弯液面 下的静压力下降，毛细管外 部自由表面上的大气压力通 过液体传递而把毛细管内的 液体上升。
图中A点处于液、固、气三相交界处，有三种界 面张力作用于该点，即固体与气体之间FS、气体 与液体之间FL以及固体与液体之间FSL
当液滴处于平衡时，则
FS FSL FL cos
可见，FS-FSL=FL时，则 cosθ =1，θ=0o，此
时液体在固体界面上完全润湿
当FS-FSL<FL时，则0< cosθ<1，90o>θ>0o， 液体对固体的润湿程度随θ 的增大而减小
当θ≥ 90o 时，液体在固体表面润湿不良
FS FSL FL cos
式中FL是液体表面张力，故润湿作用与液体的
表面张力有关，表面张力愈小则 cosθ愈大即润 湿角θ减小，液体对固体的润湿程度增加。
可以采用在液体中加入表面活性剂来降低表面 张力，以达到提高润湿能力的效果。
当然液体在固体表面的润湿程度不仅与液体本 身有关，而且与被润湿的固体表面性质有关。
由于固体分子表面与液体的相互作用，液体流 经固体表面时存在着静止不动层，液体吸附在固 体表面上，其厚度约为5×10-7cm，使液体渗透 受到妨碍。
可以认为0.1μm是渗透检测中渗透液的最小渗 透宽度，是渗透检测所能达到的最高灵敏度。
渗透液的粘度大小对渗透能力影响不大，但对 渗透速度有直接影响，粘度愈大、渗透速度愈、 渗透时间愈长。
C) 显示不受缺陷方向的限制，一次检测可同时 探测不同方向的表面缺陷；
D) 检测用设备简单、成本低廉、使用方便
渗透检测的局限性，主要是只能检测开口的表 面缺陷，工序比较多，探伤灵敏度受人为因素的 影响比较多。
渗透检测对各种材料的开口式缺陷(如裂纹、 气孔、分层、夹杂物、折叠、熔合不良、泄漏等) 都能进行检查。
渗透检测的基本原理就是在被检材料或工件 表面上浸涂渗透力比较强的液体，利用液体对 微细孔隙的渗透作用，将液体渗入孔隙中。
然后，用水和清洗液清洗材料或工件表面的 剩余渗透液。
最后再用显示材料喷涂在被检工件表面，借 助毛细管的作用原理、将孔隙中的渗透液吸出 来并加以显示。
渗透检测具有以下特点
A) 工作原理简单，对操作者的技术要求不高 B) 应用面广，可用于多种材料的表面检测，而 且基本上不受工件形状和尺寸的限制
同时、粘度大的渗透液也将使工件或材料表面 上剩余渗透液的清洗增加困难,所以非常粘的液 体不宜用作渗透液。
但粘度过小，则在清洗时容易把缺陷中的渗透 液洗掉。因此，一般渗透液常用的粘度范范围是 (4～10) ×10-7m2 /s (38℃时)。
(2) 清洗
完成渗透过程后，紧接着就是除液清洗过程， 因为材料或工件被检表面剩余渗透液的除净与否 将直接影响到判仿的正确性。
特别是某些表面无损检测方法难以工作的非铁 磁性金属材料和非金属材料工件。
但对工件表面粗糙度有一定要求，因为表面过 于粗糙及多孔的材料和工件上的剩余渗透液很难 完全清除，以致使真假缺陷难以判断。
(1) 渗透
渗透检测用的渗透剂绝大部分为液体，故必须 研究渗透过程中的毛细管现象、清洗剩余渗透液 过程中的乳化现象、显象过程中的毛细吸附。
图中清楚地显示出了引起 液体在毛细管内上升的几种 力的情况 。
液面在细管中的上升高度正比于液体的表面张力 和接触角的余弦，而与液体的密度和毛细管的直 径成反比，可用下式计算
h 4 cos dg
式中 α-液体表面张力系数，θ-液体润湿角， d-细管直径，ρ-液体密度，g-重力加速度
如果毛细管是封闭的，有润湿力的液体在管内 仍然是会上升的。
一般用水清洗最方便。但由于渗透液的主要成 分为油液，因此，单纯用水清除被检工件表面上 的渗透液很困难。
在水中加入一些乳化剂，清洗就比较容易，因 为油水之间互不相溶，加入乳化剂后，乳化剂吸 附在油水两相界面上，亲油基与油相连，从而防 止了它们的相互排斥作用。
表面活性剂具有乳化油水的作用，水中表面活 性剂的浓度不必过大，在0.02～0.4%左右。
但由于被压缩在封闭端中的空气和蒸汽会产生 附加压力，所以液面的上升高度相对比较低。
润湿液体在间隔距离很小的两块平行板之间也 会产生毛细观象，液体表面的上升高度为
h
2 cos d 'g
式中 d ’ -两块平行板之间的距离
h
2 cos d 'g
由此可见，在间距为d ’ 的平行板之间，其润湿 液体的上升高度恰为直径为d 的细管内同样液体
液体层具有类似结晶物质的性质，边界层厚度 为0.1μm时，液体层不能视为连续均匀的。
毛细现象随孔径变窄而增强有两个前提 A) 由附加压强产生的毛细现象是一种连续介质 的流体动力学现象 B) 孔隙内固-气、固-液、气-液三个界面张力必 须与孔隙宽度无关
因此，当固体窄间隙的宽度小于0.1μm时，毛 细作用大大减弱。
上升高度的1/2
实际检测中，渗透液对材料或工件表面的渗透 作用本质上就是液体的毛细作用。
对开口于表面的点状缺陷的渗透就相当子渗透 液在细管内的毛细作用。
对于表面条状缺陷的渗透就相当于渗透液在间 距很小的两块平板间的毛细作用。
对固体窄间隙内液体薄层的研究表明，固体表 面附近的液体分子表现出一定方位的倾向性，具 有固体分子的性质，能承受剪力和拉力。