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              常見的幾種接觸角測試儀及其原理與特點

              發布時間: 2019-05-09  點擊次數: 1518次

              專業用于丈量固體表面自由能的專業丈量/測定儀器,通過白金板法、懸滴法、插板法等原理,實現固體表面自由能表現之一接觸角值的丈量。同時,利用軟件技術,可能測得動態的接觸角值,如前進角/后退角、傾斜角、轉動角等以及隨時間變化的接觸角測試等。

              1、影像分析法(角丈量儀Goniometry)接觸角測試儀:

               

              影像分析法是通過滴出一滴滿足要求體積的液體于固體表面,通過影像分析技術,丈量或計算出液體與固體表面的接觸角值的簡易方法。作為影像分析法的儀器,其基本組成部分不過乎光源、樣品臺、鏡頭、圖像采集系統、進樣系統。簡單的一個影像分析法可以不含圖像采購系統,而通過鏡頭里的十字形校正線往直接相切于鏡頭里觀察到的接觸角得到。

               

              作為動態接觸角測試系統的應用,如我們測試前進角θA和后退角θR時,我們可以通過控制進樣量來實現,如我們想測前進角θA,我們就可以增加液體量;如我們想測后退角θR時,我們可以減少液體量。當然,我們也可以讓樣品臺傾斜,直接測得傾斜角,而此時,我們必須使用高速相機進行圖像采集。標準的影像分析系統會采用CCD攝像和圖像采集系統,同時,通過軟件分析接觸角值。

               

              影像分析法接觸角測試儀的優點:

               

              影像分析法接觸角測試儀可使用環境遠高于力丈量法,我們可以輕易測得各種外形品的接觸角值。而力丈量法接觸角測試儀對于材質的均勻度以及平整性均有較高的要求。我們更可以用于測試高溫條件下的樣品的表面張力值,如融化后的聚合物。這就是影像分析法接觸角測試儀的優點,不過影像分析法接觸角測試儀的缺點也很明顯。

               

              影像分析法接觸角測試儀的缺點:

               

              (1)影像分析法接觸角測試儀的主要缺陷在于人為誤差較大。

               

              這種缺陷主要是由于:、接觸角切線的再現能力較差,主要是由于使用者的人為判定誤差所致;第二、水平線的確認較困難,而水平線的高低不同,導致的結果也會有較大誤差。

               

              以上缺陷作為彌補辦法,接觸角測試儀采用軟件全自動分析方法計算接觸角值。但這種方法也會受限于測試區域內是否有雜點。同時,接觸角測試儀采用高精度升降臺,控制樣品臺水平線與軟件水平線的一致,以硬件方式提升水平線的識別能力。但是,這種硬件校正水平線也會因樣品不同,有時也會存在水平線無法觀察到的現象。

               

              (2)影像分析法接觸角測試儀在前進后退角測試過程中,樣品進樣過程的重復性較差。

               

              液滴移轉過程中,我們通常會這次進樣多,這次進樣少,而這樣的量的變化同樣會導致接觸角丈量值的變化。相對于力丈量法測試動態接觸角而言,這種缺陷是非常明顯的。

               

              (3)影像分析法接觸角測試儀無法正確測試纖維接觸角和粉體接觸角值

               

              2、插板法接觸角測試儀:

               

              也稱傾板法接觸角測試儀,其原理是固體板插進液體時,只有板面與液體的夾角恰好為接觸角時液面才直平伸至三相交界處,不出現彎曲。否則,液面將出現彎曲現象。因此,改變板的插進角度直至液面三相交界處四周無彎曲,這時,板面與液面的夾角即為接觸角。斜板法避免了作切線的困難,進步了丈量的精度,但突出的缺點是液體用量較多。這在很多情況下妨礙了它的應用,且,他只能測試接觸角小于90°的樣品。這就是這種原理的接觸角測試儀。

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