材料接觸角測(cè)試儀

*，在研究納米材料的表面改性時(shí)，往往要涉及潤(rùn)濕接觸角這個(gè)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(diǎn)處，其氣－液界面和固－液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)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(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、左右、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)量多次后的結(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。適用于各種行業(yè)測(cè)定接觸角的用戶(hù)。

接觸角的計(jì)算方法

對(duì)于理想的平面固體表面，當(dāng)液滴在表面達(dá)平衡后。只有一個(gè)符合Young方程的接觸角。但實(shí)際固體表面是非理想的，因而會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，致使接觸角的測(cè)量往往很難重復(fù)。但經(jīng)過(guò)精心制備和處理的表面，有可能得到較重復(fù)的數(shù)據(jù)，特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑、干凈的理想表面，但具體的工藝因樣品而異，這里不作更多的介紹。這里主要介紹一些常用的接觸角測(cè)定方法，它們都是針對(duì)氣—液—固體系的接觸角而設(shè)計(jì)的。但其中有些方法，只需略加修改，亦適用于液—液—固體系接觸角的測(cè)定。測(cè)定接觸角有多種方法，可根據(jù)直接測(cè)定物理量分為四類(lèi)：⑴ 靜滴法（角度測(cè)量法）、⑵ 高度、長(zhǎng)度測(cè)量法⑶ 力測(cè)法⑷ 透過(guò)測(cè)量法。前三種適用于連續(xù)的平滑固體表面，后一種方法可用于粉末固體表面接觸角的測(cè)定。

（一）量角法

液滴角度測(cè)量法是測(cè)量接觸角的常用的方法之一，。該方法是將固體表面上的液滴，或?qū)⒔胍后w中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測(cè)量切線與相界面的夾角，直接測(cè)量接觸角的大小。

如果液體蒸氣在固體表面發(fā)生吸附，影響固體的表面自由能，則應(yīng)把樣品放入帶有觀察窗的密封箱中，待體系達(dá)平衡后再進(jìn)行測(cè)定。此法的優(yōu)點(diǎn)是：樣品用量少，儀器簡(jiǎn)單，測(cè)量方便。準(zhǔn)確度一般在土1o左右。

（二）量高法

如果液滴很小，重力作用引起液滴的變形可以忽略不計(jì)，這時(shí)的躺滴可認(rèn)為是球形的一部分，接觸角可通過(guò)高度的測(cè)量按下式計(jì)算：                                         

式中h是液滴高度，d是滴底的直徑。若液滴體積小于10-4mL，此方法可用。若接觸角小于90o，則液滴稍大亦可應(yīng)用。

（三）儀器測(cè)量方法

1.接觸角多元化分析方式：全自動(dòng)擬合法，半自動(dòng)擬合法，手動(dòng)水平測(cè)量，手動(dòng)斜面測(cè)量；

多元化軟件計(jì)算方法：圓環(huán)擬合法(40度以下)；橢圓擬合法(40-120度)；Young-Lapalacer擬合法(120度以上)；
的表面自由能計(jì)算：Fowks法，OWRK法，ZismanPlot法，EOS法（軟件中預(yù)裝部分液體數(shù)據(jù)庫(kù)，可擴(kuò)展）；
一鍵式軟件測(cè)量操作： 【按空格鍵】--打開(kāi)攝像頭； 【按1鍵】--的控制滴液；【按2鍵】--高精度的進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量；
不規(guī)則產(chǎn)品測(cè)量拓展：凹凸面測(cè)量，曲面測(cè)量，滾動(dòng)角測(cè)量,前進(jìn)角后退角測(cè)量，高溫接觸角測(cè)量；
高速拍照方式：?jiǎn)螐?連續(xù)/錄像；錄像任意電影單張導(dǎo)出；錄像視頻可自動(dòng)快速測(cè)量；
細(xì)致化數(shù)據(jù)庫(kù)管理：導(dǎo)出Excel表格數(shù)據(jù) word圖片數(shù)據(jù)；圖片文字顯而易見(jiàn)。?
儀器精度參數(shù)

（一）接觸角測(cè)量范圍：0-1800.

（二）接觸角測(cè)量精度：±10.

（三）表界面張力測(cè)量范圍：0-1000mN/m；測(cè)量精度：0.01 mN/m。

（四）高精度自動(dòng)滴液系統(tǒng)：高精密工業(yè)微量注液泵；滴液精度：0.01ul;小滴液量：0.08ul。

（五）接觸角高精密儀器校準(zhǔn)片：接觸角圓形角度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片3°、5°、8、60°、90°、120°；橢圓形角度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片115°。