什么是接觸角

1.什么是接觸角

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進入毛細孔。

1)當θ=0，*潤濕；
2)當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；
3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線；
4)當θ﹥90°，不潤濕；
5)當θ=180°，*不潤濕。

潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

2.測試方法:

接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用廣泛,測值直接與準確的還是外形圖像分析方法.外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像, 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.計算接觸角的方法通常基于一特定的數學模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測量特定的參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。

    3. 通俗概括

接觸角并不復雜，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態相對于固體平面的外切線。接觸角的應用非常廣泛，甚至可以說涉及到身邊的每個細節，比如我們希望汽車玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車鋼板上的油漆yong不脫落。其他比如農藥和蔬菜葉面、涂料和內外墻面、絕緣油和絕緣材料、納米材料表面改性等等，從教學科研、工農業生產到日常生活，舉不勝舉。
4. 運用領域

運用 教育科研  化妝品、選礦、造紙生、建筑材料、環境保護、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、光學、液晶顯示器  太陽能等行業

規格參數：
1.   接觸角測量范圍：0～180°

2.   滾動角測量范圍：0～360°(選配，如需要可以選擇SCI3000F型)

3.   接觸角分辨率：0.01°

4.   接觸角測值精度：±0.1°(θ/2 法)

5.   表面張力測試方法：懸滴法

6.   表面張力測試范圍：0～1000mN/m

7.   表面張力測試分辨率：0.01mN/m

8.   儀器尺寸及重量：245Wx530Dx450H  mm  12 kg

9.   電源：AC220—240V  50HZ
（一） 樣品臺及其控制：
1、樣品臺移動：三維控制，XY行程：手動±50mm 精度：0.1mm  Z行程：手動 25mm 精度：0.01mm

2、樣品臺大小：70*100mm

3、樣品臺旋轉：360°滾動角測試平臺 (選配)

4、儀器水平控制：樣品臺水平控制、鏡頭水平控制和整機四腳水平

（二） 進液系統及其控制：
1、進液系統：手控制注射泵系統

2、進液器： 50ul、100ul及魯爾式高精度微量進樣器一套

3、針頭： 0.7mm 標準針頭、0.14mm超細針頭及疏水針頭一套

4、進樣器控制：XY 行程：手動 12.5mm*12.5mm  0.01mm精度

               Z行程：手動25mm 0.01mm精度 實現移液及焦距對焦功能

5、進樣模式：程序設置進樣區域，多點自動按序拍攝，統一分析計算，自動得到數據，一鍵出結果。

（三） 成像系統及其控制：
1、鏡頭控制：一維俯仰控制

2、鏡頭：高性能工業連續放大鏡頭，0.7-5X光學放大，有效像素55 -320 pixel/mm

3、相機系統：工業級超低照度CCD系統（專業），放大倍數可達 60 倍

4、水平解析度：750線，0.0005Lux照度

5、相機通訊：進口芯片系列CCD，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6、分辨率：1280*1024

7、背景光：連續可調亮度LED冷光源 ，50個左右高亮度LED燈，進口亞克力遮光片技術，發光均勻。

8、七維調整平臺                       

四、軟件指標：

接觸角分析方法:

6種： 量高法、五點擬合法、量角法、插板計算法、懸滴擬合法、自動影像分析法等

2、可測靜態接觸角、動態接觸角（滾動角）、前進接觸角、后退接觸角、液滴表面張力、表面自由能和數據統計分析

3、接觸角數據取得方式：全自動測值和人工修整相結合。按測試，軟件自動拍照-查找敏感點-計算接觸角值-顯示計算結果，整個過程無須人工干預，以降低人為因素影響

4、接觸角量測技術：數學模型擬合與真實液滴外廓實際量測相結合，解決非對稱圖像測值問題

5、測試液滴狀態，共4種：懸滴法(Pendant Drop/測表面張力)、停滴法(Sessile Drop)（2/3態）、氣泡虜獲法、插板法等

6、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

7、動/靜態接觸角測試，可測試前進和后退角，傾斜角和滾動角值（需要加配旋轉平臺）

8、拍攝圖像方法：單張或60幀/秒連續拍攝

9、左右接觸角值分別計算與比較功能，軟件自動求取平均接觸角

10、強大的數據庫管理功能：備份、壓縮、導出EXCEL表格，測值以及曲線擬合結果均可保存到導出的圖片上，直觀明了。

11、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作

12、多種表面自由能估算模型，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面，也能分析高能固體表面

一接觸角定儀：

接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，接觸角測量是現今表面性能檢測的主要方法。
整體傾斜型接觸角測量儀是采用光學成像的原理，通過圖像輪廓分析方式測量樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、表面能、滾動（滑落角）、前進后退角及滯后性等性能，設備采用全自動進液裝置及自動整體傾斜裝置，功能全面、性價比高、可滿足各種常規測量需求，目前已經使用在眾多高校院所及企業。

應用（Application）
接觸角測量儀應用于各個行業領域，在手機制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學化工、半導體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、等領域，接觸角測量已經成為了一項評估表面性能的重要儀器。
（部分測試功能需要選購附件完成）
1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為，座滴法測量靜態接觸角；
2. 材料在固體表面的前進角、后退角、接觸角滯后、滾動角、動態接觸角測量；
3. 吸收材料的連續實時研究及過程記錄，接觸角隨時間變化曲線分析；
4. 各種材料的接觸角測量，如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品；
5. 附著滴法測試材料浸沒在液體中的接觸角測試；
6. 懸滴法測量各種液體表界面張力及其極性、色散分量；
7. 計算固體表面自由能，及其極性色散分量分析；
8. 分析液體在固體表面的粘附功，評估固體表面均勻性、清潔度等。

三、儀器原理：
如上圖、接觸角測量儀主要由光源、注射單元、樣品臺、采集系統、分析軟件五大部分組成，設備采用光學成像的原理。
光源采用密集LED冷光設計，發光均勻，圖像清洗，壽命長；
注射單元采用高精度注射泵進液，由軟件定量定速控制，滴液穩定，精度高達0.01微升；
樣品臺采用三維手動精調平臺，操作靈活，定位準確，樣品臺可根據實際樣品尺寸定制；
采集系統采用黑白CCD相機，拍攝穩定，圖像清晰，真實可靠，鏡頭采用工業級配置，0.7-4.5倍放大可調，成像無畸形失真；
分析軟件功能強大，具備一鍵式全自動擬合能力，滿足各種液滴形態的準確擬合

符合相關標準（Accord with national standard）
1.GB/T 24368-2009(玻璃表面疏水污染物檢測)；
2.SY/T5153-2007（油藏巖石潤濕性測定方法）；
3.ASTM D 724-99（2003）（紙的表面可濕性的試驗方法）；
4.ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測量）；
5.ISO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測量）；
產品介紹

水滴角測試儀主要用于測量液體對固體的浸潤性,通過測量液體對固體的接觸角、計算、測定液體的自由能即液體對固體的附著力，張力等指標，可應用石油、化工、造紙、盡料等領域，作科學研究及教學。

產品特點

1、結構緊湊，體積小，一鍵式操作

2、視頻采集試樣圖象信息，可生成WORD及EXCEL報告。

3、高壽命冷光背景源，軟件及開放式調節亮度值。

4、不銹鋼液滴毛細管（特制）

5、根據通用方法，如20°以下采用寬高法；20°-120°用橢圓法。避免因為方法用錯導致測試結構偏差太大。

6、具備測試曲面角測試，凹凸角測試，前進角后退角測試，避免后續因客戶產品更新而導致儀器無法測試。如：目前觸摸屏已出現曲面形。可根據客戶要求時間實現動態圖片多張采集，并能一鍵全圖測試，或高速攝影視頻動態圖導出測試。

7、軟件圖片可縮放，可直接圖片上保存測試結果。

8、軟件測試功能，可以進行懸滴法液體表、界面張力測定，圓環擬合法、橢圓擬合法、曲面擬合法、滾動角測試、基線圓、斜面擬合測試等。

9、多種表面能測試方法，運用范圍。（Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法）