什么是接觸角

1.什么是接觸角

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進(jìn)入毛細(xì)孔。

1)當(dāng)θ=0，*潤濕；
2)當(dāng)θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；
3)當(dāng)θ=90°，是潤濕與否的分界線；
4)當(dāng)θ﹥90°，不潤濕；
5)當(dāng)θ=180°，*不潤濕。

潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。

2.測試方法:

接觸角現(xiàn)有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用廣泛,測值直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法.外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像, 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.計算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來準(zhǔn)確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。

    3. 通俗概括

接觸角并不復(fù)雜，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態(tài)相對于固體平面的外切線。接觸角的應(yīng)用非常廣泛，甚至可以說涉及到身邊的每個細(xì)節(jié)，比如我們希望汽車玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車鋼板上的油漆yong不脫落。其他比如農(nóng)藥和蔬菜葉面、涂料和內(nèi)外墻面、絕緣油和絕緣材料、納米材料表面改性等等，從教學(xué)科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活，舉不勝舉。
4. 運(yùn)用領(lǐng)域

運(yùn)用 教育科研  化妝品、選礦、造紙生、建筑材料、環(huán)境保護(hù)、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、光學(xué)、液晶顯示器  太陽能等行業(yè)

規(guī)格參數(shù)：
1.   接觸角測量范圍：0～180°

2.   滾動角測量范圍：0～360°(選配，如需要可以選擇SCI3000F型)

3.   接觸角分辨率：0.01°

4.   接觸角測值精度：±0.1°(θ/2 法)

5.   表面張力測試方法：懸滴法

6.   表面張力測試范圍：0～1000mN/m

7.   表面張力測試分辨率：0.01mN/m

8.   儀器尺寸及重量：245Wx530Dx450H  mm  12 kg

9.   電源：AC220—240V  50HZ
（一） 樣品臺及其控制：
1、樣品臺移動：三維控制，XY行程：手動±50mm 精度：0.1mm  Z行程：手動 25mm 精度：0.01mm

2、樣品臺大?。?0*100mm

3、樣品臺旋轉(zhuǎn)：360°滾動角測試平臺 (選配)

4、儀器水平控制：樣品臺水平控制、鏡頭水平控制和整機(jī)四腳水平

（二） 進(jìn)液系統(tǒng)及其控制：
1、進(jìn)液系統(tǒng)：手控制注射泵系統(tǒng)

2、進(jìn)液器： 50ul、100ul及魯爾式高精度微量進(jìn)樣器一套

3、針頭： 0.7mm 標(biāo)準(zhǔn)針頭、0.14mm超細(xì)針頭及疏水針頭一套

4、進(jìn)樣器控制：XY 行程：手動 12.5mm*12.5mm  0.01mm精度

               Z行程：手動25mm 0.01mm精度 實現(xiàn)移液及焦距對焦功能

5、進(jìn)樣模式：程序設(shè)置進(jìn)樣區(qū)域，多點自動按序拍攝，統(tǒng)一分析計算，自動得到數(shù)據(jù)，一鍵出結(jié)果。

（三） 成像系統(tǒng)及其控制：
1、鏡頭控制：一維俯仰控制

2、鏡頭：高性能工業(yè)連續(xù)放大鏡頭，0.7-5X光學(xué)放大，有效像素55 -320 pixel/mm

3、相機(jī)系統(tǒng)：工業(yè)級超低照度CCD系統(tǒng)（專業(yè)），放大倍數(shù)可達(dá) 60 倍

4、水平解析度：750線，0.0005Lux照度

5、相機(jī)通訊：進(jìn)口芯片系列CCD，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6、分辨率：1280*1024

7、背景光：連續(xù)可調(diào)亮度LED冷光源 ，50個左右高亮度LED燈，進(jìn)口亞克力遮光片技術(shù)，發(fā)光均勻。

8、七維調(diào)整平臺                       

四、軟件指標(biāo)：

接觸角分析方法:

6種： 量高法、五點擬合法、量角法、插板計算法、懸滴擬合法、自動影像分析法等

2、可測靜態(tài)接觸角、動態(tài)接觸角（滾動角）、前進(jìn)接觸角、后退接觸角、液滴表面張力、表面自由能和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

3、接觸角數(shù)據(jù)取得方式：全自動測值和人工修整相結(jié)合。按測試，軟件自動拍照-查找敏感點-計算接觸角值-顯示計算結(jié)果，整個過程無須人工干預(yù)，以降低人為因素影響

4、接觸角量測技術(shù)：數(shù)學(xué)模型擬合與真實液滴外廓實際量測相結(jié)合，解決非對稱圖像測值問題

5、測試液滴狀態(tài)，共4種：懸滴法(Pendant Drop/測表面張力)、停滴法(Sessile Drop)（2/3態(tài)）、氣泡虜獲法、插板法等

6、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

7、動/靜態(tài)接觸角測試，可測試前進(jìn)和后退角，傾斜角和滾動角值（需要加配旋轉(zhuǎn)平臺）

8、拍攝圖像方法：單張或60幀/秒連續(xù)拍攝

9、左右接觸角值分別計算與比較功能，軟件自動求取平均接觸角

10、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理功能：備份、壓縮、導(dǎo)出EXCEL表格，測值以及曲線擬合結(jié)果均可保存到導(dǎo)出的圖片上，直觀明了。

11、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作

12、多種表面自由能估算模型，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面，也能分析高能固體表面

一接觸角定儀：

接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-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θ，接觸角測量是現(xiàn)今表面性能檢測的主要方法。
整體傾斜型接觸角測量儀是采用光學(xué)成像的原理，通過圖像輪廓分析方式測量樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、表面能、滾動（滑落角）、前進(jìn)后退角及滯后性等性能，設(shè)備采用全自動進(jìn)液裝置及自動整體傾斜裝置，功能全面、性價比高、可滿足各種常規(guī)測量需求，目前已經(jīng)使用在眾多高校院所及企業(yè)。

應(yīng)用（Application）
接觸角測量儀應(yīng)用于各個行業(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、等領(lǐng)域，接觸角測量已經(jīng)成為了一項評估表面性能的重要儀器。
（部分測試功能需要選購附件完成）
1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為，座滴法測量靜態(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、滾動角、動態(tài)接觸角測量；
3. 吸收材料的連續(xù)實時研究及過程記錄，接觸角隨時間變化曲線分析；
4. 各種材料的接觸角測量，如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品；
5. 附著滴法測試材料浸沒在液體中的接觸角測試；
6. 懸滴法測量各種液體表界面張力及其極性、色散分量；
7. 計算固體表面自由能，及其極性色散分量分析；
8. 分析液體在固體表面的粘附功，評估固體表面均勻性、清潔度等。

三、儀器原理：
如上圖、接觸角測量儀主要由光源、注射單元、樣品臺、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，發(fā)光均勻，圖像清洗，壽命長；
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；
樣品臺采用三維手動精調(diào)平臺，操作靈活，定位準(zhǔn)確，樣品臺可根據(jù)實際樣品尺寸定制；
采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī)，拍攝穩(wěn)定，圖像清晰，真實可靠，鏡頭采用工業(yè)級配置，0.7-4.5倍放大可調(diào)，成像無畸形失真；
分析軟件功能強(qiáng)大，具備一鍵式全自動擬合能力，滿足各種液滴形態(tài)的準(zhǔn)確擬合

符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（Accord with national standard）
1.GB/T 24368-2009(玻璃表面疏水污染物檢測)；
2.SY/T5153-2007（油藏巖石潤濕性測定方法）；
3.ASTM D 724-99（2003）（紙的表面可濕性的試驗方法）；
4.ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測量）；
5.ISO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測量）；
產(chǎn)品介紹

水滴角測試儀主要用于測量液體對固體的浸潤性,通過測量液體對固體的接觸角、計算、測定液體的自由能即液體對固體的附著力，張力等指標(biāo)，可應(yīng)用石油、化工、造紙、盡料等領(lǐng)域，作科學(xué)研究及教學(xué)。

產(chǎn)品特點

1、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，一鍵式操作

2、視頻采集試樣圖象信息，可生成WORD及EXCEL報告。

3、高壽命冷光背景源，軟件及開放式調(diào)節(jié)亮度值。

4、不銹鋼液滴毛細(xì)管（特制）

5、根據(jù)通用方法，如20°以下采用寬高法；20°-120°用橢圓法。避免因為方法用錯導(dǎo)致測試結(jié)構(gòu)偏差太大。

6、具備測試曲面角測試，凹凸角測試，前進(jìn)角后退角測試，避免后續(xù)因客戶產(chǎn)品更新而導(dǎo)致儀器無法測試。如：目前觸摸屏已出現(xiàn)曲面形。可根據(jù)客戶要求時間實現(xiàn)動態(tài)圖片多張采集，并能一鍵全圖測試，或高速攝影視頻動態(tài)圖導(dǎo)出測試。

7、軟件圖片可縮放，可直接圖片上保存測試結(jié)果。

8、軟件測試功能，可以進(jìn)行懸滴法液體表、界面張力測定，圓環(huán)擬合法、橢圓擬合法、曲面擬合法、滾動角測試、基線圓、斜面擬合測試等。

9、多種表面能測試方法，運(yùn)用范圍。（Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法）