контактный угломерЭто прецизионный оптический прибор, который анализирует увлажняющие свойства твердой поверхности, поверхностную энергию и взаимодействие интерфейса путем измерения угла контакта, образованного жидкостью на твердой поверхности. Он широко используется в области материаловедения, химической инженерии, биомедицины, электроники и других областях и является одним из основных инструментов для оценки характеристик поверхности материала.

Принцип его работы основан на "феномене увлажнения": когда капля жидкости (например, дистиллированная вода, этанол) капает на твердую поверхность, граница между жидкостью и твердым веществом, жидкостью и газом образует определенный угол, то есть "угол контакта". Размер угла контакта непосредственно отражает смачивающую способность твердой поверхности - как правило, при углу контакта < 90° жидкость может быть развернута на твердой поверхности, что указывает на гидрофильную поверхность твердой поверхности (например, гидрофильную стеклянную поверхность); При углу контакта > 90° жидкость накапливается сферически, что указывает на дренаж твердой поверхности (например, гидрофобную поверхность лотоса, поверхность водонепроницаемого покрытия).

　　контактный угломерПодробные действия:

Подготовка и калибровка оборудования

Экологический контроль

Поместите прибор в сухую, безветренную экспериментальную среду, чтобы избежать вмешательства воздушного потока в форму капель.

Поддержание стабильной комнатной температуры (например, 23 ± 2 ° C) и контроль влажности на уровне 50 ± 5% RH уменьшают влияние колебаний окружающей среды на результаты измерений.

Инициализация устройства

Включите питание и запустите специальное аналитическое программное обеспечение, которое регулирует интенсивность освещения с помощью ручки источника света до ясного поля зрения без ослепления.

Используйте горизонтальный измеритель для калибровки несущего стола, чтобы убедиться, что капли образуются без помех наклона.

калибровочный прибор

Для калибровки используются стандартные поверхности (например, полифторэтилен с известным углом соприкосновения) или стандартные образцы, чтобы отрегулировать источник света, положение камеры и фокусное расстояние, чтобы обеспечить четкость изображения и точность измерения угла.

Калибровка нуля: при отсутствии образца программное обеспечение для настройки отображает угол контакта на 0°.

II. Подготовка образцов и жидкостей

Обработка проб

Твердые массивы: вырезанные на плоскую поверхность 2cm × 2cm, очищенные от изопропилового спирта без пыли.

Тонкопленочный материал: вырезан в спецификации 5cm × 5cm и закреплен в центре несущего стекла с помощью двухсторонней ленты.

Образец порошка: 30 секунд выдерживается специальным прессом под давлением 10 МПа, изготовленным из плотного диска диаметром 13 мм.

Влажный образец: завершение испытаний в сухом ящике с влажностью < 40%, чтобы избежать изменений состояния поверхности.

Жидкость готова.

Выберите жидкость, подходящую для тестирования (например, деионизированную воду, дийодидекан), чтобы убедиться, что ее свойства и температура соответствуют требуемым измерениям.

Используйте микрошприц или распределитель капель, чтобы поглотить жидкость, чтобы исключить воздух внутри иглы (например, сжать иглу вверх на поршень), чтобы предотвратить неточный объем капель.

III. Монтаж образцов и настройка параметров

Размещение образцов

Зафиксируйте образец на столе тестера, регулируйте положение с помощью трехточечного позиционирования, чтобы убедиться, что точка капания жидкости находится в центре поля зрения и находится на безопасном расстоянии более 5 мм от края образца, избегая эффекта края.

Настройки параметров

Параметры тестирования, такие как объем капли (обычно 0,6 - 1,0 мкл), время измерения, температура и влажность окружающей среды, устанавливаются через панель прибора или программный интерфейс.

Выберите метод измерения (например, метод капель сидения, метод пузырьков захвата) и отрегулируйте фокусное расстояние камеры и яркость диафрагмы, чтобы убедиться, что профиль капли ясен без зазубренных искажений.

IV. Создание капель и захват изображений

Каплеобразование

Для образования капель на поверхности образца используются микрошприцы или распределители капель.

Поверните микронную головку по часовой стрелке, чтобы продвигать поршень, когда объем капли достигает заданного значения, капля должна быть представлена в виде регулярной сферической коронки, жидко - газовый интерфейс ясен без спутниковых капель.

Перенос капель

Медленный подъем несущей станции (контроль скорости 0,5 мм / с) позволяет капле соприкасаться с поверхностью образца, сразу же после контакта спускается на несущую станцию до окончания q - отделения капли от иглы, процесс должен быть завершен в течение 8 секунд, чтобы предотвратить испарение капли.

Захват изображений

Операция замораживания изображения выполняется в течение 10 секунд после контакта капли с образцом, чтобы обеспечить четкость изображения и высокое разрешение для последующего анализа.

V. Измерение угла контакта и анализ данных

Угловое измерение

Полностью автоматический режим: программное обеспечение автоматически распознает трехфазную точку контакта и генерирует кривую соответствия, вычисляет значение угла контакта, подходит для равномерности поверхности > 95% образцов.

Ручной режим: Используя крестообразный курсор для последовательной маркировки координат левого, правого и верхнего конца капли, система автоматически вычисляет тангенциальный угол, подходящий для разнородных материалов с шероховатостью поверхности Ra > 0,8 мкм.

Динамическое испытание угла контакта (необязательно)

Включите функцию автоматического наклонного стола для вращения несущего стола со скоростью 0,5 ° / с, синхронно записывая кривую изменения угла вперед и угла назад, стандарт определения угла качения является критическим углом, когда капля начинает скользить.

Запись результатов

Запишите результаты измерений, включая значение угла контакта, условия испытаний (например, температура, влажность), информацию о образце и так далее.

По мере необходимости составляются отчеты или сохраняются данные для будущих ссылок, а источники данных должны включать данные о температуре и влажности окружающей среды и информацию о партиях проб.

VI. Очистка и техническое обслуживание

Приборная очистка

После завершения испытаний поверхность прибора очищается чистой хлопчатобумажной тканью или бумажным полотенцем, чтобы убедиться, что нет остатков.

Для приборов, испытывающих органические реагенты, требуется ультразвуковая очистка изопропиловым спиртом в течение 5 минут, а затем продувка иглы азотом.

Техническое обслуживание приборов

Регулярное техническое обслуживание приборов в соответствии с рекомендациями изготовителя, включая проверку рабочего состояния источников света, камер и других компонентов, а также проведение необходимых калибровок и корректировок.

Перед выключением устройства выполняется программа самоконтроля, подтверждающая скорость затухания интенсивности источника света < 0,5% / месяц, отклонение уровня несущей станции < 0,02 °, частота плохих точек пикселей CCD < 0001%.