固體材料測定儀

*，納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為研究熱點，在研究納米材料的表面改性時，往往要涉及潤濕接觸角這個概念。所謂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。

儀器介紹

本公司儀器采用工藝制造，儀器采用CMOS數(shù)字?jǐn)z像機，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，可進(jìn)行工作臺上下、左右、前后等方向移動。實現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動。同時還設(shè)計了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺，能適應(yīng)在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié)，擴大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能，測量多次后的結(jié)果可以同時保存在同一報告下，能讓用戶對材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。該儀器設(shè)計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需。適用于各種行業(yè)測定接觸角的用戶。

當(dāng)將一滴水滴到固面上時，液體與固體接觸過程中，固—液界面逐漸取代液—氣界面和氣固界面（圖6—1），這一過程稱為沾濕。在恒溫恒壓條件下沾濕過程中的自由能變化：

式中γ為界面張力；—W a為黏附功，其值相當(dāng)于把單位面積的液—固界面分開成為氣—液和氣—固液面的大功(圖6—2)。顯然只有當(dāng)Wa＞0時，即ΔGT.p＜0時，沾濕過程才是自發(fā)的

界面接觸角測試儀

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。

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獲得液滴的外形圖像, 再運用數(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。Young-Laplace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。

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。

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛運用 教育科研  化妝品、選礦、造紙、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 生物制藥 太陽能等行業(yè)

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

成像系統(tǒng)

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、相機通訊：芯片系列CCD，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6、分辨率（低）：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，亞克力遮光片技術(shù)，發(fā)光均勻。

8、七維調(diào)整平臺

測量儀軟件

1、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/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、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