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材料研究接觸角測(cè)量?jī)x

更新時(shí)間:2021-01-07點(diǎn)擊次數(shù):1477

一接觸角定儀:
接觸角(Contact angle)是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線(xiàn),此切線(xiàn)在液體一方的與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ,接觸角測(cè)量是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。


科研級(jí)接觸角測(cè)量?jī)x是采用光學(xué)成像的原理,通過(guò)圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表界面張力、表面能、滾動(dòng)(滑落角)、前進(jìn)后退角及滯后性等性能,設(shè)備采用全自動(dòng)進(jìn)液裝置及自動(dòng)整體傾斜裝置,功能全面、性?xún)r(jià)比高、可滿(mǎn)足各種常規(guī)測(cè)量需求,目前已經(jīng)使用在眾多高校院所及企業(yè)。
二•應(yīng)用(Application)
接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領(lǐng)域,接觸角測(cè)量已經(jīng)成為了一項(xiàng)評(píng)估表面性能的儀器。
(部分測(cè)試功能需要選購(gòu)附件完成)
1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤(rùn)濕行為,座滴法測(cè)量靜態(tài)接觸角;
2. 材料在固體表面的前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后、滾動(dòng)角、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量;
3. 吸收材料的連續(xù)實(shí)時(shí)研究及過(guò)程記錄,接觸角隨時(shí)間變化曲線(xiàn)分析;
4. 各種材料的接觸角測(cè)量,如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品;
5. 附著滴法測(cè)試材料浸沒(méi)在液體中的接觸角測(cè)試;
6. 懸滴法測(cè)量各種液體表界面張力及其極性、色散分量;
7. 計(jì)算固體表面自由能(Surface free energy),及其極性色散分量分析;
8. 分析液體在固體表面的粘附功(Adhersion),評(píng)估固體表面均勻性、清潔度等。

三、儀器原理:
如上圖、接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、樣品臺(tái)、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成,設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì),發(fā)光均勻,圖像清洗,壽命長(zhǎng);
注射單元采用高精度注射泵進(jìn)液,由軟件定量定速控制,滴液穩(wěn)定,精度高達(dá)0.01微升;
樣品臺(tái)采用三維手動(dòng)精調(diào)平臺(tái),操作靈活,定位準(zhǔn)確,樣品臺(tái)可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制;
采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī),拍攝穩(wěn)定,圖像清晰,真實(shí)可靠,鏡頭采用工業(yè)級(jí)配置,0.7-4.5倍放大可調(diào),成像無(wú)畸形失真;
分析軟件功能大,具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力,滿(mǎn)足各種液滴形態(tài)的準(zhǔn)確擬合;

 四、儀器規(guī)格:

科研級(jí)接觸角測(cè)量?jī)x主機(jī)

外形尺寸

800mm(長(zhǎng))*190mm(寬)* 640mm(高)

重量

21KG

電源

220V / 60HZ

光源系統(tǒng)

光源

密集LED可調(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源

壽命

使用壽命達(dá)貳萬(wàn)伍仟小時(shí)以上

注射單元

注射器

配套高精密石英注射器、容量500μL

滴液

軟件控制自動(dòng)進(jìn)液,精度高達(dá)0.01μL

注射單元移動(dòng)

上下50mm;  左右50mm

采集系統(tǒng)

CCD

高速工業(yè)級(jí)芯片、25幀/S、130W像素

鏡頭

0.7-4.5倍高清工業(yè)級(jí)連續(xù)變倍式顯微鏡

采集系統(tǒng)調(diào)節(jié)

前后50mm(3mm微調(diào))、視角角度可調(diào)(平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)等多視角觀察)

樣品臺(tái)裝置

工作臺(tái)面尺寸

160mm*200mm

大樣品尺寸

6

樣品臺(tái)移動(dòng)

前后移動(dòng) 手動(dòng),行程60mm,精度0.1mm

左右移動(dòng) 手動(dòng),行程35mm,精度0.1mm

上下移動(dòng) 手動(dòng),行程80mm,精度0.1mm

分析軟件

接觸角測(cè)量范圍

0-180°

接觸角測(cè)量精度

±0.1°

表界面張力測(cè)量范圍

0-2000mN/m

表界面張力測(cè)量精度

0.01 mN/m

分析軟件功能

1、接觸角測(cè)量分析軟件自動(dòng)擬合法(一鍵自動(dòng)擬合,

   不存在人工誤差)包括:圓法擬合、橢圓/斜

   橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微    

   分圓法;

2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤(rùn)濕性能測(cè)試

  、視頻連續(xù)擬合計(jì)算;

  1. 表面能量計(jì)算(Surface energy);
  2. 表界面張力測(cè)量(Surface tension);
  3. 前進(jìn)后退角測(cè)量(Forward and backward angle);
  4. 粘附功(Adhesion work);

 

 

晶圓接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用

1、液體在固體表面的接觸角和潤(rùn)濕性:包括靜態(tài)接觸角,動(dòng)態(tài)接觸角(前進(jìn)/后退接觸角),接觸角滯后性等;

2、液滴在固體表面的起始滑動(dòng)角(或滾動(dòng)角),滑動(dòng)速度;(擴(kuò)張功能)

3、液體在固體表面的鋪展、滲透/吸收等潤(rùn)濕行為;

4、固體表面自由能,及其各種分子相互作用力(如極性/非極性)的貢獻(xiàn);

5、液體在固體表面的粘結(jié)力(adhesion)、滯留力(retention)等;

6、固體表面在經(jīng)過(guò)清洗、處理后的結(jié)果(效果)評(píng)估:如潔凈度(cleanliness),均勻性(homogeneity),和表面能改變幅度等;

7、液/流-體系的表面/界面張力:包括靜、動(dòng)態(tài)表/界面張力的測(cè)量;

8、表/界面張力以及表面活性成分含量的現(xiàn)場(chǎng)、在線(xiàn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);

9、表面活性物質(zhì)(如表面活性劑)臨界膠團(tuán)溶度(CMC)的測(cè)量:包括全自動(dòng)CMC測(cè)量,全自動(dòng)有關(guān)配方的篩選和優(yōu)化;

10、表面活性物質(zhì)在界面的吸附、排列、取向、松弛等現(xiàn)象的研究;

11、液體界面的粘彈性和穩(wěn)定性:如乳狀液/泡沫等體系的穩(wěn)定性研究等等各種與液/流/固-體系相關(guān)的界面現(xiàn)象和過(guò)程的測(cè)量和分析等。

12、全自動(dòng)檢測(cè)整體解決方案,可搭配至流水線(xiàn)上使用,提高檢測(cè)效率;

 

二·設(shè)備原理解析(Principle analysis

我司設(shè)備采用CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī),配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統(tǒng),搭配三維樣品臺(tái),可進(jìn)行工作臺(tái)上下、前后等方向移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動(dòng)。同時(shí)還設(shè)計(jì)了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺(tái),能適應(yīng)在不同用戶(hù)材料厚度加大的場(chǎng)合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié),擴(kuò)大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能,測(cè)試多次后的結(jié)果可以同時(shí)保存在同一報(bào)告下,能讓用戶(hù)更好的對(duì)材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。該儀器設(shè)計(jì)美觀大方、操作簡(jiǎn)單、符合用戶(hù)所需

三·技術(shù)規(guī)格(Specifications

(一)晶圓接觸角測(cè)量?jī)x觸角測(cè)量?jī)x主機(jī):

(1)主機(jī)使用高強(qiáng)度航空鋁合金結(jié)構(gòu)搭配模塊化設(shè)計(jì)理念,集成芯片電路控制,保證儀器以狀態(tài)運(yùn)行;

(2)成像部分使用高性能工業(yè)機(jī)芯及無(wú)失真遠(yuǎn)心鏡頭確保的成像效果。

(3)工業(yè)級(jí)可調(diào)LED單波長(zhǎng)冷光源系統(tǒng),成像更清晰

(4)自動(dòng)位移平臺(tái),實(shí)現(xiàn)Y、Z自動(dòng)定位測(cè)量,定點(diǎn)地位更準(zhǔn)確,測(cè)量效率更高

規(guī)格

  1. 主機(jī)外形尺寸:1200mm(長(zhǎng))*600mm(寬)* 670mm(高) 
  2. 主機(jī)凈重:55KG
  3. 工作臺(tái)面尺寸:420mm*420mm
  4. 工作臺(tái)移動(dòng):

 前后移動(dòng) 自動(dòng),行程160mm,精度0.01mm
        上下移動(dòng) 手動(dòng),行程20mm,精度0.01mm

  1. 進(jìn)樣器移動(dòng):自動(dòng)上下60mm(自動(dòng));  左右30mm
  2. 工業(yè)鏡頭移動(dòng):前后30mm(微調(diào)3mm)
  3. 工業(yè)鏡頭:0.7X *-4.5X高清遠(yuǎn)心連續(xù)變倍變焦顯微鏡
  4. CCD:SONY*高速工業(yè)級(jí)芯片;60幀/S
  5. 鏡頭角度可調(diào)試:仰視、平視、俯視多視角觀察
  6. 光源:LED可調(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源;使用壽命達(dá)貳萬(wàn)伍仟小時(shí)以上
  7. 電源及功率:220V / 60HZ

 

(二)分析軟件:

 

 

 

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