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接觸角測量儀測量超疏水表面的測量方法

發(fā)布時間:2022-06-27 點擊次數(shù):1846

  動態(tài)接觸角測量儀凸凹眼鏡片親水性、疏水性測定,標準校正塊作為檢測影像測量儀測量精度的重要工具之一,采用光學鍍膜工藝制作而成,具有精度高、少針孔的現(xiàn)象,校正片具有多種基準形狀,可進行多方位校正。動態(tài)接觸角測量儀標準片是專門針對開發(fā)出校準的標準片,具有精度高、操作簡單、適用自動識別儀器及易于溯源等特點,為計量機構(gòu)、測量儀器制造廠商及用戶提供可靠的標準支持服務。

  主要用于測量液體對固體的接觸角,即液體對固體的浸潤性,當液滴自由地處于不受力場影響的空間時,由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是,當液滴與固體平面接觸時,其終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。當一液滴放置在固體平面上時,液滴能自動地在固體表面鋪展開來,或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。

  接觸角測量儀的測量原理其實有點類似于液滴高度/寬度法測量,運用圓方程式來擬合液滴的輪廓形狀,從而計算出接觸角。由于此方法假定了液滴(截面)的形狀為圓的一部分,所以其適用范圍只限于球狀或接近球狀的液滴。由于重力的影響,嚴格地講,液滴的形狀都偏離球型:偏離的程度隨液滴的體積增大而增大;在同樣的體積下,液體的比重越大,表面張力越小,偏離的幅度也越大。

  作為潤濕現(xiàn)象的一種研究方法,接觸角的研究長期以來一直停留在某個階段。以前,當人們需要用到接觸角測量儀時,多半是從國外采購,國內(nèi)的一些廠家還沒有完全形成完整常規(guī)的研究?,F(xiàn)在,生物啟發(fā)特殊潤濕性能表面已經(jīng)吸引了廣泛的科學關注,無論是在基本理論研究方面還是在實際應用方面。它已經(jīng)成為一個持續(xù)增加的熱門研究課題,受動植物表面疏水性的啟發(fā),許多研究人員嘗試用各種方法模似了自然界中特殊潤濕性能表面,集中在荷葉效應啟發(fā)的自清潔表面。

  超疏水表面是指與水的接觸角大于150度的表面,隨著研究的不斷加深,研究學者發(fā)現(xiàn)影響接觸角穩(wěn)定的因素除平衡時間和溫度外,還有接觸角滯后和吸附作用,前進接觸角,后退接觸角和接觸角滯后表征出水滴在固體表面的動態(tài)行為,接觸角滯后與表面粘性緊密相關,接觸角滯后越小,液滴越易從表面滴落,反之亦然。

  固體表面特殊的潤濕性對自清潔,防輻射,微液體等領域具有潛在應用價值,液體在固體表面的潤濕性能一般采用切線法,寬高法,橢圓法,楊氏議程定義法來測量,接觸角可以定量描述表面的潤濕性能,其測量可通過接觸角測量儀直線測量。

超疏水表面的接觸角測量方法:

測量超級疏水表面的方法,與常規(guī)的方法不一樣。我們將高于120度的接觸角定為超疏水接觸角。

切線法:常規(guī)方法,需手工切線,誤差較大。

圓法:也叫寬高法,θ/2法,利用三點擬合一個圓形(開放式存在,能更好的看清楚是否貼合在一起),從而計算出接觸角度。適用于<20°角度的接觸角測量。

橢圓法:當接觸角度超過20度時,此時已不是一個常規(guī)的圓形,而近似一個橢圓形,橢圓法用五點擬合橢圓形,從而計算出接觸角度。適用于>20°<120°角度測量。

Laplace-Young法:適用于>120°超疏水角度的測量。但是Laplace-Young法有一個缺點,就是在擬合時的圖象一定要非常清晰和完整,需自動擬合,并且左右兩邊的角度要均勻。

微分圓法,微分橢圓法:適用于所有不同角度的測量。此方法含擴(圓環(huán)法,橢圓法,Laplace-Young)并能優(yōu)化Laplace-Young法的不足之處。這也是有超疏水角度測量需求的客戶的福音。


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