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水滴角測試儀如何利用光學(xué)輪廓法表征界面的粘附力和滯留力?
發(fā)布時間：2022-03-22 點擊次數(shù)：1824
液滴與固體表面之間的相互結(jié)合力與作用的方向有關(guān)，可以區(qū)分為水平滯留力和垂直粘附力。水平滯留力和垂直粘附力均與液滴與表面之間的相互作用力有關(guān)，具體地說，與液滴在表面上的動態(tài)接觸角值，接觸周長/面積，正壓力和界面張力等參數(shù)相關(guān)，是衡量液滴與表面之間的潤濕性能的重要參數(shù)。
光學(xué)接觸角測量儀不僅具備一般光學(xué)接觸角測量儀的常規(guī)功能，而且能夠直接測量液體和固體材料之間在界面上的相互作用力，即垂直粘附力和水平滯留力，是表面分析儀器領(lǐng)域中的一個開拓性創(chuàng)新!
測量方法：
1、水平滯留力測量
測量水平滯留力采用離心力天平法(RFB法)，光學(xué)接觸角測量儀配置速度可控的離心轉(zhuǎn)臺，儀器可以自動對液滴進行離心操控。利用旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力來驅(qū)動液滴在固體表面上發(fā)生側(cè)向滑動，以確定滑動發(fā)生時刻所對應(yīng)的水平作用力(最大水平滯留力)。在這一動態(tài)過程中，儀器利用視頻同步觸發(fā)技術(shù)通過軟件計算能夠準(zhǔn)確得到材料表面作用于液滴的水平方向的滯留力。它的優(yōu)勢在于(1)測量過程中正壓力維持不變；(2)驅(qū)動液滴的水平作用力不受液滴本身重力的限制。
2、垂直粘附力測量
測量垂直粘附力我們采用一個嚴格地基于Laplace-Young方程的計算方法—DAF測量模塊。在高精度自動升降臺的操控下，材料表面和液滴先相互擠壓使得液固兩相充分接觸，然后緩慢拉伸直到液滴和材料表面完全分離。軟件通過液滴的形變量可以精確的計算出材料表面作用于液滴的垂直方向的粘附力。
通過這一方法，不但可以獲得作用力隨位置的變化，而且可以獲得接觸角值和接觸直徑/面積隨位置的變化，為建立這些變量之間的相互關(guān)系提供了大量有用的信息。
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