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光學(xué)接觸角測量儀測量精度影響因素
發(fā)布時間：2022-09-19 點擊次數(shù)：1644
是指采用界面化學(xué)原理中Young-Laplace方程及其變體，采用液體作為探針物體，采用光學(xué)攝像的原理對固體材料進行物理化學(xué)性質(zhì)進行分析的專業(yè)分析儀器，分析的終結(jié)果以接觸角、表面自由能、粘附功等數(shù)值呈現(xiàn)。區(qū)別于普通的數(shù)碼量角器的簡單的圓擬合、橢圓擬合或切線法等幾何算法的光學(xué)測量儀器的是，接觸角測量儀具有非常顯著的專業(yè)基礎(chǔ)，即通過分析液滴輪廓并擬合至Young-Laplace方程曲線，終分析得到接觸角值。
因而，普通的數(shù)碼量角器僅僅是量測幾何意義上的輪廓的切線夾角角度，不考慮界面化學(xué)性質(zhì)以及重力影響等顯然存在的因素，因而具有測值理論參考依據(jù)不足、測值重復(fù)性差、精度差等明顯的缺陷。事實上，商業(yè)化的低價的所謂的“接觸角測量儀”廠商目前均以數(shù)碼量角器為主，而不是根本意義上的接觸角分析與測量。在中國日益重視核心技術(shù)，重視創(chuàng)造性的研發(fā)精神的當下，數(shù)碼量角器所得到的數(shù)據(jù)的科學(xué)依據(jù)不強時，其數(shù)據(jù)的可參考性不足，也將非常明顯的影響著終的研發(fā)成果的成功。
1、從材料本身來講，很難找到表面不存在粗糙度、化學(xué)多樣性或異構(gòu)性的樣品。而正是由于這些因素的影響，很難出現(xiàn)接觸角液滴從頂視時呈現(xiàn)正圓的圖像。
2、3D接觸角測量是表征材料物理化學(xué)性質(zhì)的方法。而3D接觸角的基本的要求是能夠分析接觸角值的左、右區(qū)別。
3、通過阿莎算法(ADSA-RealDrop)對于左、右角度值的評估，可以判斷材料本身的接觸角滯后現(xiàn)象或3D接觸角現(xiàn)象。
4、樣品臺或樣品上表面的傾斜情況同樣會影響液滴左、右角度值的變化。因而，從硬件要求來講，樣品臺面獨立調(diào)整水平的要求度會非常高，而不能夠僅僅通過簡單的四腳調(diào)整水平功能實現(xiàn)樣品臺面的調(diào)整，這個是完全不講科學(xué)的做法。
5、頂視法(ADSA-D)的應(yīng)用局限性在于無法準確采用哪個位置的直徑或相關(guān)參數(shù)估算出邊界條件中的體積值，因而，常規(guī)的平均體積法原則或小二乘后體積估算原則在分析ADSA-D算法的接觸角值時存在一定的缺陷。ADSA-D是理想條件下的接觸角分析。與常規(guī)的Young-Laplace方程擬合法(軸對稱或ADSA-P)一樣，無法作為現(xiàn)代先進接觸角算法來對待。
6、從目前為止來講，鏡頭俯視以樣品臺面的傾斜均會明顯影響接觸角分析結(jié)果6-9%甚至更高。而二維條件的玻璃校準板無法準確檢測出3D狀態(tài)下的接觸角測量儀器的準確性，同時，大部分接觸角測量儀即使采用了3D紅寶石球工具校準儀器，但由于缺少如上4所提及的樣品臺面以及鏡頭各自獨立的微分頭控制二維水平調(diào)整結(jié)構(gòu)，因而，這些儀器是根本無法校準。只能是加工成什么精度就是什么精度，且這個精度無從考評，無法保證其他什么。
