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技术知识

北京品智创思接触角测量仪工作方法 接触角测量仪如何使用

发布时间:2023-01-08 11:30:01 人气:

  表面现象如润湿与吸附在应用科学与技术是十分重要之项目,这些数据可以用于改善与强化油漆与纺织之排水性以及生物材料之互溶性。另外对于表面型态学及高真空技术,多半用显微镜与分子光谱去研究,虽能提供极重要之协助,当方法逐渐变得更精细,仪器变得更贵时,接触角仪似是简单便宜之工具去追踪表面清洁度与表面处理,特别是电子制造工业上。

  表面接触角仪是测液面在固体表面附着程度的表现,如下图所示:

  γSV :固体-气体表面张力

  γSL :固体-液体表面张力

  γLV :液体与气体之表面张力

  一滴水停留在固体表面上时,固体-气体表面张力为γSV,液体与气体之表面张力为γLV,固体-液体表面张力为γSL,接触角是固体面与液滴表面之切线,它的大小量值可以用杨氏公式表示之︰

  γSV- γSL = γLV cosθ

  座滴法(Sessile Drop)或贴泡法(Captive Bubble) :座滴法是测量接触角的光学方法。此法用来估计固体表面某一局部区域的润湿性。可直接测量介于液滴基线和液/固/气-三相接触点处的液/固-界面切线间的角度(接触角)。除ㄧ般的平面固体表面外,也适合测量弯曲固体表面上的接触角,且对表面不均匀或不 一致的样品也适用。

  

接触角测量仪多元化分析方式:

  

全自动拟合法(不需要手动找基准线 不需要圆弧面取点 快捷键一键测量)

  

半自动拟合法(需要手动找基准线 不需要圆弧面取点 找好基准线后回车键测量)

  

手动水平测量,手动斜面测量,宽高测量法(也就是量高法,也叫圆法)

  

三点五点拟合法等

  

多元化软件计算方法:

  

圆环拟合法(40度以下)

  

椭圆拟合法(40-120度)

  

Young-Lapalacer拟合法(120度以上)

  

自动椭圆拟合法(一键自动,不存在人工误差,对稍有不规则图像也可以分析(目前国内家))

  

自动椭圆法的延伸:

  

微分圆法(图像极不规则时使用,0-120度 全球研发)

  

微分椭圆法(图像极不规则时使用,120-180度 全球研发)

接触角测量仪的应用

视频接触角测量仪是以视频光学法为测量试验方法,通过直接观测液体在固体表面形成的液滴,测量液滴的形状,来确定液体在固体表面的接触角。该仪器不仅可以测量液体在固体表面的接触角,计算国体的表面自由能及其组成,还可以测量表面界面张力,全自动测量临界胶束浓度等。

可扩展和配备的主要测量性能如下:

1.测量静态接触角

2.测量动态接触角,包括前进角和后退角

3.测量滚动角

4.计算固体的表面自由能及其组成

5.按照悬滴法测量液体的表面/界面张力

6.按照无顶部悬滴法测量液体的表面/界面张力

7.配置CMC测量模块,全自动测量临界胶束浓度

8.分析液体表面张力及其组成

9.利用高速相机,记录吸收材料的吸收过程

10.计算及分析粘附功

视频接触角测量仪的主要测量方法:

接触角测量:

座滴法、附着滴法、顶视法

表面、界面张力测量:

悬滴法、无顶部悬滴法、座滴法、滴体积法

视频接触角测量仪的主要应用于产品开发、科学研究及质量控制

视频接触角测量仪的主要技术参数:

接触角测量范围:0~180°

接触角测量精度:±0.1°

接触角测量分辨率:±0.01°

表界面张力测量范围:0.01~2000mN/m

表界面张力测量分辨率:±0.001mN/m

标签: 接触角测量仪 接触角测量仪 接触角测量仪的应用_接触角测量仪

超疏水表面指难以被水润湿的表面,在这种表面上水滴难以铺展,水总是团聚在一起。测量液滴和材料的接触角是评价材料表面润湿性的主要方法,超疏水材料的接触角甚至会大于 150°。为了全面的评价超疏水材料的润湿性,在实验中有必要测量液滴的前进角、后退角和滚动角等动态过程。 使用光学接触角测量仪测量接触角首先需要将液滴转移到材料表面,但是由于材料的超疏水特性,液滴总是粘附在注射针的顶端,很难转移到材料表面。如果过分增大液滴的体积,利用重量把液滴转移下来,过大的液滴会增加准确测量接触角的难度。有人不得不用手指轻弹注射针抖落液滴,这也不是规范的实验操作。非接触式注液是目前解决这个问题的好方法。 非接触式注液是指通过注射器上的喷嘴,利用注射泵的脉冲推射液滴,使液滴直接落到材料表面上。这种注液方式完全避免了液滴在注射针针头上的粘附,彻底解决了液滴转移的问题。

在液体转移到材料表面之后,仪器会自动拍下一张清晰的照片。为了准确的计算液滴的接触角,我们建议使用 Laplace-Young 算法。因为在超疏水材料上的液滴接触角很大,呈现很好的轴对称性,在诸多接触角计算的模型中,Laplace-Young 算法全面考虑到重力、密度等因素对液滴形状的影响,所以它是*准确的测量水平的超疏水材料表面上液体接触角的计算方法。

为了全面的评价超疏水材料的润湿性,除了测量液滴在在水平的材料表面上的接触角之外,我们往往还要测量液滴在材料倾斜表面上的前进角、后退角、和滚动角。使用自动倾斜台可以方便的完成这种测量。这里需要注意到液滴处于倾斜表面上在重力作用下已经不再对称,所以 Laplace-Young 法一般不再适用,此时需要使用能够对液滴表面分段拟合计算的一些专用方法,例如 Truedrop 算法。

如果仪器没有配置自动倾斜台,那么可以考虑使用注液-吸液法测量前进角和后退角。在注液和吸液过程中注射针可能会偏离液滴的中心,这时如果注射针架可以在 X/Y/Z 三轴精密移动,将会方便的调整注射针的位置,使得注射针对液滴形状的影响降到*小,能够较为准确的测量前进角和后退角的数值。

*在进行数据分析的时候,接触角的数值变化往往和三相接触点位置的变化紧密相关。所以在动态数据图表上同时显示接触角的变化曲线和三相接触点位置的变化曲线。这样才能完整准确的描述前进角和后退角的形成及变化过程。

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