所謂水滴角(接觸角)是指在一固體水平平面上滴一液滴,固體表面上的固-液-氣三相交界點處,其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時所成的角。
水滴角測定儀用于測試液體對固體的浸潤性,即各種液體對各種固體材料所形成的接觸角的大小判斷其浸潤水性。方法是在一固體水平平面上滴一液滴,測試固體表面上的固—液—氣三相交界點處,其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角。廣泛應(yīng)用于玻璃、鏡片、液晶屏、光盤組件、觸摸屏、線路板、石油、噴涂等行業(yè)的表面研究和潔凈度分析。
具體應(yīng)用領(lǐng)域舉例:
1、金屬焊接過程中,檢測焊劑對金屬的附著力;
2、印刷行業(yè)油墨、金屬、紙張之間的附著力;
3、粘貼劑與固體間的粘接程度研究;
4、航天工業(yè)空中雨霧對飛機基體的潤濕程度檢測;
5、軍事科學(xué)中彈片在空氣中與雨霧接觸角的測定;
6、石油開采過程中,注入添加劑與原油中固體前進角,后退角的測定;
7、納米材料與不同劑間濕潤性的測定、研究;
8、鋁箔親水角的測定;
9、凸凹眼鏡片親水性、疏水性測定
10、包裝用品污染程度測定等等
總之,該儀器應(yīng)用范圍之廣泛不能在此一一舉例。
水滴角測定儀系統(tǒng)組成
水滴角測定儀主機 1臺
300萬高清數(shù)字相機、 1個
變焦鏡頭、 1個
二維實驗平臺、 1個
一維前后調(diào)整平臺 1個
試驗臺 1個
光源系統(tǒng) 1套
計算機 (聯(lián)想一體機) 1套
微量進樣器 2個
微量進樣器調(diào)整裝置 1個
安裝軟件 1套
技術(shù)參數(shù)
1 光學(xué)系統(tǒng):
(1)成像:高像素數(shù)字相機和連續(xù)變焦顯微鏡鏡頭;接口;U 2.0、像素三,可清晰分析動態(tài)液滴,并適用于筆記計算機操作。
(2)光源:可調(diào)亮度單色冷光LED背光光源,圖像中液滴邊緣分辨更清晰;
(3)指標(biāo):快拍攝25幀/秒,顯微鏡放大率0.7-4.5倍連續(xù)變倍,放大倍數(shù)20-200倍,成像分辨率2048*1536
(4)俯視角度調(diào)整范圍;0--10°
(5)左右角度調(diào)整范圍:0--10°
2、測試方式:靜滴法、固體表面能計算、
3、接觸角分析方法:θ/2法、量高法、自動分析法 (θ/2法)、自動分析法(兩基點法、國內(nèi),此種方法對圖像的質(zhì)量要求不高,用鼠標(biāo)點擊兩個基點就可以自動計算接觸角,使用方便)
4、拍攝圖像方法:單張拍攝、連續(xù)間隔拍攝(慢存)、連續(xù)拍攝(快存)
5、接觸角測試范圍:0<θ<180°
6、測試分辨率:0.01°
7、測試: 0.1°
8 固體表面能計算: Owen二液法
9、實驗臺尺寸:120*80mm;
10、樣品厚度:30mm
11、二維實驗平臺調(diào)整范圍;
上下;0-60 mm,;0.01mm
左右:0-60 mm,;0.01 mm
12 一維前后調(diào)整平臺范圍
前后;0-60 mm ;0.01mm
13、進樣方式;
微量進樣器;100微升;2微升
10微升:0.2微升 各一
14、進樣器上下調(diào)整范圍為13mm,為0.005mm
交貨期:現(xiàn)貨。
靜滴法使用步驟簡介(θ/2法,非自動計算):
啟動:啟動接觸角測量儀應(yīng)用程序。接觸角測量儀應(yīng)用程序主界面如圖1所示:
圖1 應(yīng)用程序主界面
靜滴法操作步驟:先調(diào)整水平,再把試樣置于工作臺上,用彈簧片壓緊,利用微量進樣器調(diào)整液滴的量,使在針頭形成液滴,轉(zhuǎn)動旋鈕使工作臺上移,讓試樣表面與液滴接觸,再下移工作臺,試樣上即可留下液滴。點擊后,即可按下述方法進行接觸角的測量。
將所顯示的測量尺通過點擊快捷按鈕或或或移至如圖18,
測量尺與液滴邊緣相切。
圖18 液滴法測量
然后點擊下移測量尺如圖19,將交叉點與液滴邊緣重合
圖19 液滴法測量
點擊按鈕,旋轉(zhuǎn)測量尺如下圖20,將測量尺與液滴一邊相交
圖20 液滴法測量
再點擊,即可求出接觸角。
自動計算圖片(兩基點法)
Owens二液法計算固體表面能(固體表面張力)
本儀器還提供了Owens二液法計算表面能的功能,具體方法如下:
利用已知液體的表面能γL和其分項γLD、γLP,(γLD為色散力,γLP為性力)并測出液體在固體表面上的接觸角θ,側(cè)通過程序就可以計算出固體的表面能。
用Owens法計算表面能時,所選的兩種測試液須滿足如下的條件:
(1) 兩種液體的γLP/γLD值不能接近,而且兩者的差距越大越好;
(2) 兩種液體須有不同的性,即須從性液體中和非性液體中各選一種液體。
(3) 測試液不能使固體的表面發(fā)生溶解、膨脹和變形等。