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接觸角測(cè)量?jī)x在科研及工業(yè)生產(chǎn)中的意義
發(fā)布時(shí)間：2023-09-13 點(diǎn)擊次數(shù)：645
接觸角的應(yīng)用非常廣泛，幾乎涉及到我們生活的方方面面。比如我們希望汽車(chē)玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車(chē)鋼板上的油漆永不脫落；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。
一、粘附和涂層
1、粘附/涂層前預(yù)處理效果評(píng)判
在處理玻璃、金屬、聚合物（如粘合和涂覆時(shí)），材料的表面自由能和一些表面污染物會(huì)影響其粘合性，通常會(huì)對(duì)這些材料進(jìn)行預(yù)處理，具有高表面自由能的固體（如金屬）通常更易于涂覆或粘合，對(duì)于具有低表面自由能的材料（特別是塑料），經(jīng)常用電暈、等離子處理、火焰處理和化學(xué)處理等方法增加其表面自由能。接觸角測(cè)量?jī)x可以判斷清洗結(jié)果和表面自由能的大小。
2、涂層效果評(píng)估
一些常見(jiàn)的涂層，如汽車(chē)擋風(fēng)玻璃和眼鏡片等表面會(huì)鍍一層疏水膜層，還有一些工件需要親水性的涂層，利用接觸角測(cè)量?jī)x可以判斷所鍍膜層的親疏水性能。
3、液體粘附性大小的測(cè)量
想要保證涂層不脫落，除了與工件表面的自由能有關(guān)，還與涂料的性能有很大關(guān)系，通常會(huì)在涂料中加入表面活性劑以降低涂料的表面自由能，接觸角測(cè)量?jī)x可以通過(guò)對(duì)表面張力的測(cè)量評(píng)估表面活性劑的性能。
二、噴涂與印刷
噴涂與印刷嚴(yán)格的來(lái)說(shuō)其實(shí)就是一個(gè)涂層，例如：包裝印刷和個(gè)性化品牌Logo、陶瓷玻璃表面印花、紡織品印花等等。通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x可以測(cè)量油墨和承載物（如紙和塑料）之間的粘附功和表面自由能等參數(shù)，粘附功與表面能和液體表面張力有關(guān)，這些能量概況的測(cè)量可以用于優(yōu)化噴涂和印刷工藝。
三、電子工業(yè)
1、電路板的印刷
在印刷電路板生產(chǎn)過(guò)程中，從在載體材料上蝕刻銅膜、觸電裝配到最終涂層都需要在許多工作站間進(jìn)行深度清潔。接觸角測(cè)量?jī)x可以判斷清潔的效果。
2、焊接
釬焊工件或微電子焊接時(shí)，界面處粘合力導(dǎo)致粘附。因此，預(yù)處理前后的清潔、潤(rùn)濕和界面粘合力決定連接的穩(wěn)定性。工件上焊料表面張力和接觸角測(cè)量是質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，可以優(yōu)化焊接工藝。
3、半導(dǎo)體研究
半導(dǎo)體生產(chǎn)的質(zhì)量控制要求是非常高的，用于制造芯片的晶片具有非常均勻的表面，該表面上的任何疵點(diǎn)都能引起高成本損失。這同樣適用于晶片表面的處理，如粘接劑和光學(xué)清漆的應(yīng)用以及曝光和蝕刻后完全除去光學(xué)清漆?？捎媒佑|角測(cè)量檢查晶片表面的均勻性和處理步驟是否成功。
四、生物醫(yī)療及生物仿生
醫(yī)療植入物的生物相容性。除了內(nèi)部化學(xué)結(jié)構(gòu)，材料的表面化學(xué)性質(zhì)常常決定生物相容性的程度，表面研究有助于選擇和研發(fā)合適的牙骨假體材料。例如，這些特性和膠原生長(zhǎng)之間有相關(guān)性。因此，對(duì)疏水性材料制成的假體，特別是塑料或鈦，經(jīng)常進(jìn)行等離子或類(lèi)似處理以活化表面。接觸角測(cè)量?jī)x在測(cè)定表面自由能的極性和分散組分的基礎(chǔ)上測(cè)量預(yù)處理的成功性。
