接觸角與表面張力是界面科學(xué)中的兩個(gè)基本概念,它們?cè)诓牧峡茖W(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、化工、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。1. 接觸角(CA):接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角,它是潤(rùn)濕程度的量度,可以反映出液體與固體之間的相互作用力。2. 表面張力:表面張力是指液體表面分子之間的相互吸引力,這種力會(huì)導(dǎo)致液體表面盡可能地收縮,從而形成球形或凸起;表面張力是決定液體能否浸潤(rùn)固體的關(guān)鍵因素之一。接觸角與表面張力之間存在著密切的關(guān)系,表面張力的大小與接觸角的大小是相互關(guān)聯(lián)的;實(shí)驗(yàn)表明,液體的表面張力越大,液體與固體之間的接觸角就越小,這是因?yàn)?,表面張力的增大,?huì)使液體分子之間的相互吸引力增強(qiáng),從而使液體更容易與固體接觸,形成較小的接觸角;反之,表面張力越小,液體與固體之間的接觸角就越大。曲面擬合法結(jié)合曲面建模功能,可以測(cè)量隱形眼鏡樣品,更好地觀察隱形眼鏡的親疏水性和評(píng)估其表面潤(rùn)濕性。靜態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x廠家推薦
接觸角的概念:所謂接觸角就是固一液界面與氣一液界面之切線在三相點(diǎn)處的夾角。接觸角的大小決定了潤(rùn)濕程度,接觸角本身取決于界面張力的相對(duì)大小。固體表面能被液體潤(rùn)濕,接觸角越?。疂?rùn)濕性越大,鋪展性也愈大,當(dāng)接觸角為零時(shí),叫完全潤(rùn)濕;固體表面不被液體潤(rùn)濕,說(shuō)明接觸角越大,潤(rùn)濕性越小,輔展性越小,液面易收縮成球形。當(dāng)接觸角等于180度時(shí),叫完全不潤(rùn)濕。必須指出,潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕是一種相對(duì)的概念,沒(méi)有不潤(rùn)濕物質(zhì),它們只是程度上的差異。習(xí)慣上是這樣區(qū)分的:接觸角<90度稱(chēng)為潤(rùn)濕;接觸角>90度,稱(chēng)為不潤(rùn)濕;接觸角等于零度,叫完全潤(rùn)濕;接觸角=180度,叫完全不潤(rùn)濕。以上所指的接觸角也叫平衡接觸角,它沒(méi)有考慮表面上的阻力,對(duì)一個(gè)彎曲液面,由于表面張力的作用。迫使彎曲液面向內(nèi)收縮而產(chǎn)生一種額外的壓力,這種額外的壓力叫做附加壓力,附加壓力的方向始終指向曲率中心,注意附加壓力只發(fā)生在彎曲液面上。浙江表面接觸角測(cè)量?jī)x圖片晟鼎精密專(zhuān)注接觸角測(cè)量?jī)x研發(fā)十余年,致力于為全球用戶提供專(zhuān)業(yè)的表面檢測(cè)解決方案。
潤(rùn)濕性水滴接觸角測(cè)量?jī)x的技術(shù)原理潤(rùn)濕性水滴接觸角測(cè)量?jī)x是一種精密的儀器,專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量液體在固體表面形成的接觸角,從而評(píng)估材料的潤(rùn)濕性能。該儀器基于表面物理和表面化學(xué)的基本原理,通過(guò)測(cè)量水滴在固體表面上的接觸角來(lái)量化潤(rùn)濕性能。接觸角的大小直接反映了液體與固體表面之間的相互作用力,包括表面張力、粘附力和表面能等。潤(rùn)濕性水滴接觸角測(cè)量?jī)x通常由光學(xué)系統(tǒng)、樣品臺(tái)、液滴投放系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理與分析軟件等組成。在測(cè)量過(guò)程中,儀器會(huì)精確地在樣品表面投放一個(gè)已知大小的水滴,并通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)捕捉水滴與固體表面接觸時(shí)的形態(tài)。然后,通過(guò)圖像處理和分析軟件,可以精確地計(jì)算出水滴與固體表面之間的接觸角。為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果,潤(rùn)濕性水滴接觸角測(cè)量?jī)x需要具備高分辨率的光學(xué)系統(tǒng)、精確的液滴投放系統(tǒng)和穩(wěn)定的溫控系統(tǒng)。此外,數(shù)據(jù)處理和分析軟件也需要具備高度的準(zhǔn)確性和可靠性,以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x,是通過(guò)光學(xué)外觀投影的原理,對(duì)液體與固體樣品的輪廓進(jìn)行分析的過(guò)程,這也是視頻光學(xué)測(cè)量?jī)x的測(cè)試原理。通過(guò)記錄液滴圖像并且自動(dòng)分析液滴的形狀,用液滴輪廓擬合方法對(duì)獲得的圖像進(jìn)行分析,測(cè)定接觸角和表面張力。作為光學(xué)方法,光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度取決于圖片質(zhì)量和分析軟件。視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x使用一個(gè)高質(zhì)量的單色冷LED光源,在實(shí)際測(cè)試過(guò)種中,為了避免重力影響,我們都是應(yīng)用1微升到2微升的液滴進(jìn)行測(cè)試,為了避免小水滴揮發(fā),使用冷光源可讓水滴蒸發(fā)量降低。同時(shí),高分辨率數(shù)碼鏡頭、高質(zhì)量的光學(xué)器件和液體擬合方法確保了圖片質(zhì)量。這個(gè)投影屏幕千分計(jì)帶有一個(gè)可調(diào)式標(biāo)本夾,能夠在垂直方向或軸向上對(duì)準(zhǔn)圖像;通過(guò)滑動(dòng)屏幕可在水平方向上調(diào)整圖像。當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí),其形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。
表面自由能是與固體粘附力的重要變量之一。具有高表面自由能的固體(如金屬)通常更易于涂覆或粘合,對(duì)于具有低表面自由能的材料(特別是塑料),經(jīng)常用電暈、等離子處理、火焰處理和化學(xué)處理等方法增加其表面自由能??筛鶕?jù)幾種液體的接觸角值測(cè)定固體的表面自由能,然后通過(guò)分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)表面的自由能就能計(jì)算兩者的粘附力-粘附功,優(yōu)化兩相以得到好的粘附或涂覆效果。預(yù)處理的成功與否尤其體現(xiàn)在表面自由能的極性組分的含量,所以經(jīng)常將極性基團(tuán)引入表面以增加極性組分。材料和涂層物質(zhì)之間的界面張力是粘合固有穩(wěn)定性的量度。此值應(yīng)盡可能低;如果界面張力較高,當(dāng)出現(xiàn)諸如水滲入小裂縫的情況時(shí),涂層會(huì)更容易脫落(脫層)。粉末或纖維上也可以測(cè)定上述參數(shù)。例如,可用此方法計(jì)算復(fù)合材料內(nèi)纖維的粘附力或灰塵顆粒與墻壁的粘合性。利用我們的全自動(dòng)接觸角測(cè)定儀,可以通過(guò)表面化學(xué)方法優(yōu)化表面處理。表面自由能是物體表面分子間作用力的體現(xiàn),它是由極性分量及色散分量?jī)煞N能量組成。北京潤(rùn)濕性接觸角測(cè)量?jī)x售后服務(wù)
接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)試方法包括座滴法、增液/縮液法、傾斜法、懸滴法、氣泡捕獲法、批量擬合法、插板法等。靜態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x廠家推薦
這些材料如何通過(guò)接觸角測(cè)量呢?1、涂層技術(shù):在涂層工業(yè)中,接觸角測(cè)量可用于評(píng)估涂層的性能,例如涂層的附著力、耐腐蝕性以及防污性能。如薄膜材料需要親水性強(qiáng),需要用接觸角量化材料的疏水角度,從而進(jìn)行表面改性。2、接觸角在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用:在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,接觸角測(cè)量可以用于研究生物液體(如血液、細(xì)胞培養(yǎng)液)與生物材料(如假體、醫(yī)療設(shè)備)之間的相互作用,有助于了解生物界面的性質(zhì)。如果表面疏水,更有利于液滴能順利的滑落。3、半導(dǎo)體晶圓的潤(rùn)濕性研究:接觸角測(cè)量被用于研究半導(dǎo)體晶圓材料表面的潤(rùn)濕性能,作為下一道工序的應(yīng)用,即液滴在固體表面上展開(kāi)或凝聚的能力。這對(duì)于理解液體在微納米尺度上的行為非常重要。4、納米技術(shù):在納米尺度的研究中,表面現(xiàn)象和液體行為變得更加明顯,接觸角測(cè)量可以幫助研究人員了解納米尺度上的液體-固體相互作用。5、材料表面性質(zhì)研究:接觸角測(cè)量可以用來(lái)研究材料的表面性質(zhì),比如固體表面的親水性或疏水性。這些信息對(duì)于選擇合適的材料、設(shè)計(jì)涂層以及改進(jìn)材料性能都非常有價(jià)值。靜態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x廠家推薦