用于丈量固體表面自由能的丈量/測(cè)定儀器,,通過(guò)白金板法,、懸滴法、插板法等原理,,實(shí)現(xiàn)固體表面自由能表現(xiàn)之一接觸角值的丈量,。同時(shí),利用軟件技術(shù),,可能測(cè)得動(dòng)態(tài)的接觸角值,,如前進(jìn)角/后退角,、傾斜角、轉(zhuǎn)動(dòng)角等以及隨時(shí)間變化的接觸角測(cè)試等
1,、影像分析法(角丈量?jī)x)接觸角測(cè)試儀:
影像分析法是通過(guò)滴出一滴滿足要求體積的液體于固體表面,,通過(guò)影像分析技術(shù),,丈量或計(jì)算出液體與固體表面的接觸角值的簡(jiǎn)易方法。作為影像分析法的儀器,,其基本組成部分不過(guò)乎光源、樣品臺(tái),、鏡頭,、圖像采集系統(tǒng),、進(jìn)樣系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的一個(gè)影像分析法可以不含圖像采購(gòu)系統(tǒng),,而通過(guò)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(dòng)態(tài)接觸角測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用,,如我們測(cè)試前進(jìn)角θA和后退角θR時(shí),,我們可以通過(guò)控制進(jìn)樣量來(lái)實(shí)現(xiàn),如我們想測(cè)前進(jìn)角θA,,我們就可以增加液體量,;如我們想測(cè)后退角θR時(shí),我們可以減少液體量,。當(dāng)然,,我們也可以讓樣品臺(tái)傾斜,直接測(cè)得傾斜角,,而此時(shí),我們使用高速相機(jī)進(jìn)行圖像采集,。標(biāo)準(zhǔn)的影像分析系統(tǒng)會(huì)采用CCD攝像和圖像采集系統(tǒng),同時(shí),,通過(guò)軟件分析接觸角值,。
影像分析法接觸角測(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn):
影像分析法接觸角測(cè)試儀可使用環(huán)境遠(yuǎn)高于力丈量法,,我們可以輕易測(cè)得各種外形品的接觸角值。而力丈量法接觸角測(cè)試儀對(duì)于材質(zhì)的均勻度以及平整性均有較高的要求,。我們可以用于測(cè)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(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn),,不過(guò)影像分析法接觸角測(cè)試儀的缺點(diǎn)也很明顯,。
影像分析法接觸角測(cè)試儀的缺點(diǎn):
(1)影像分析法接觸角測(cè)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(xiàn)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(rèn)較困難,,而水平線的高低不同,,導(dǎo)致的結(jié)果也會(huì)有較大誤差,。
以上缺陷作為彌補(bǔ)辦法,接觸角測(cè)試儀采用軟件全自動(dòng)分析方法計(jì)算接觸角值,。但這種方法也會(huì)受限于測(cè)試區(qū)域內(nèi)是否有雜點(diǎn)。同時(shí),,接觸角測(cè)試儀采用高精度升降臺(tái),,控制樣品臺(tái)水平線與軟件水平線的一致,,以硬件方式提升水平線的識(shí)別能力,。但是,這種硬件校正水平線也會(huì)因樣品不同,,有時(shí)也會(huì)存在水平線無(wú)法觀察到的現(xiàn)象,。
(2)影像分析法接觸角測(cè)試儀在前進(jìn)后退角測(cè)試過(guò)程中,樣品進(jìn)樣過(guò)程的重復(fù)性較差,。
液滴移轉(zhuǎn)過(guò)程中,,我們通常會(huì)這次進(jìn)樣多,,這次進(jìn)樣少,而這樣的量的變化同樣會(huì)導(dǎo)致接觸角丈量值的變化,。相對(duì)于力丈量法測(cè)試動(dòng)態(tài)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(cè)試儀無(wú)法正確測(cè)試?yán)w維接觸角和粉體接觸角值
2、插板法接觸角測(cè)試儀:
也稱傾板法接觸角測(cè)試儀,,其原理是固體板插進(jìn)液體時(shí),只有板面與液體的夾角恰好為接觸角時(shí)液面才直平伸至三相交界處,,不出現(xiàn)彎曲。否則,,液面將出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,。因此,改變板的插進(jìn)角度直至液面三相交界處四周無(wú)彎曲,,這時(shí),,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(jìn)步了丈量的精度,但突出的缺點(diǎn)是液體用量較多,。這在很多情況下妨礙了它的應(yīng)用,,且,,他只能測(cè)試接觸角小于90°的樣品,。這就是這種原理的接觸角測(cè)試儀。
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