接触角测量仪的优势

什么是接触角

当水滴落在荷叶上形成滚圆的珠状(接触角>150°)，而滴在玻璃表面铺展开来(接触角≈30°)，这个神奇的角度差异就是接触角。当一滴液体滴在固体表面时，在汽、液、固三相交点处，气-液界面和固-液界面切线之间的夹角即为接触角(如图1所示)，用θ表示。它如同材料的"指纹"，能揭示表面能、润湿性等关键特性。

图1  接触角示意图

测试原理

接触角测量仪的其主要原理是通过水平放置的光学镜头从侧面拍摄液滴的图像，通过「光学成像 + 数学建模」，将液滴边缘的几何形态转化为量化角度数据，然后利用计算机进行图像分析并拟合出液滴轮廓，进而求出接触角。核心流程：‌液滴生成 → 光学捕捉 → 轮廓分析 → 角度计算。

接触角测量仪应用

1.接触角：是气、液、固三相交界处的气-液界面和固-液界面切线之间的夹角。有静态接触角(图3a)、动态接触角(图3b和图3c)之分。

图3 静态接触角(a);动态接触角(b，c)

2.静态接触角的变化：静态接触角会因长时间接触空气蒸发或固体表面孔隙吸收出现接触角的变化(图4 所示)。

图4 静态接触角随时间变化：(a) 0 min;(b) 5 min;(c) 10 min  (d) 20 min

3.滚动角：是测量材料表面润湿性的方法(图5 所示)

图5 滚动角0°~90°

4. 表/界面张力：液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力，阻止液滴分裂的能力。

 悬滴法-液体的表/界面张力                                                      捕泡液滴-两种液体的界面张力

主要功能

1.静态接触角—座滴法

静态接触角是液滴处于静止状态时的接触角，通常使用水作为测试液体。如果接触角低于90度，表面为亲水性;如果高于90度，则为疏水性。

2.表面和界面张力—悬滴法

悬滴法利用液滴在毛细管或支架上悬挂时，表面张力使液滴趋向最小表面积形态。根据杨-拉普拉斯方程，液滴的外形与表面张力、液滴体积和支架半径有关。通过分析液滴的形状和尺寸变化，可以计算出液体的表面张力。

3.动态接触角(滚动角、后退角、前进角)—倾斜板法

倾斜板法是将一足够大体积的液滴置于待测的样品表面后，缓慢地倾斜样品表面，同时跟踪液滴形状(包括接触角值)和位置的变化。当表面倾斜到一定角度时，液滴(的一方或双方)开始发生滑动。液滴下方发生滑动前夕对应的接触角就是前进角，而液滴上方发生滑动前夕对应的接触角就是后退角。当液滴整体刚刚开始发生滑动(或滚动)时的倾斜角α，称为滑动(滚动)角。

4.表面自由能

接触角测试仪测量表面自由能的方法主要包括‌Fowks法、OWRK法、ZismanPlot法和EOS法，这些方法都是基于测量液体在固体表面的接触角来推导固体的表面自由能。通常情况下，表面自由能越高的固体，水滴在其表面的润湿性越好，接触角就越小;而表面自由能越低的固体，水滴在其表面的润湿性越差，接触角就越大‌。

5.可润湿性分析—亲水、超亲水，疏水、超疏水

接触角测量仪就是用来测量润湿性的仪器，广泛应用于：塑料、玻璃、陶瓷、织物等各种材料的润湿性测试、表面处理效果评价、各种憎水性与亲水性表征 、半导体等各种芯片的质量控制、表面洁净度评价等等，下面就由上海艾飞思给大家简要介绍。

接触角测量仪的优势：

1. 三维连续可调样品平台，操作更方便；
2. 计算机多媒体技术结合光学系统和工业相机，使液滴图像更清晰；
3. 特制微流进样泵，进样更准确方便，避免液滴过大和过小带来的测量误差；
4. 可调谐自动温度迁移补偿的LED平面光源，实时显示光强；
5. 亚克力防尘遮光罩，避免环境光影响，维护更简单；
6. 外观设计更具科技感。

接触角是指固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角，它是固体与液体润湿程度的量度，也是定性表征固体表面属性的重要参量。接触角与固体材料表面的清洁程度、几何/微观形貌、分子排列取向、对液体的吸湿性、渗透性等密切相关。

润湿性问题对机械加工、真空镀膜、生物医药、纺织印染、农药加工、微电子工艺、油漆配方、洗涤等领域的科研和生产都有重要影响。

以上就是上海艾飞思关于接触角测量仪的分享，希望能给大家提供到帮助，了解更多关于接触角测量仪的问题欢迎了解，如您需要，竭诚为您服务。