在本應(yīng)用說明中,我們對水滴角測試技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析,,為提升水滴接觸角測試的精度,、重復(fù)性提供幫助。
1,、什么是水滴角,?水滴角的定義是什么?與接觸角有何區(qū)別,?
水滴角又稱水接觸角,,是接觸角的一種,特指水滴在固體表面形成的接觸角,。通常水滴采用的是二次蒸餾水,,因為二次蒸餾水的表面張力值穩(wěn)定性比較好,可以作為數(shù)據(jù)對比使用,。因而,,水滴角的定義可以為水滴在固體表面形成Young-Laplace弧形后,在固-液-氣兩側(cè)三相接觸點(diǎn)位置形成的切線與接觸點(diǎn)連線之間的夾角,。通常情況下,,水滴角用作兩個方面應(yīng)用:其一,作為清潔度判斷的依據(jù),,通過測試固體表面(如硅片,、晶圓、PCB,、芯片,、wafer、LCD,、OLED等表面)水滴角值,,判斷材料表面的清潔度;其二,、作為超疏水,、仿生材料、不粘水或防指紋等效果的判斷依據(jù),,通常而言,,我們定義水滴角或水接觸角值超過150度即為超疏水材料。防指紋效果通常要求水滴角大于120度,。
2,、水滴角測試有何注意點(diǎn)?
水滴角或水接觸角的測試主要注意點(diǎn)包括:
(1)水的純度或清潔度一定要有,。通常而言,,建議測試水滴接觸角值時采用二次蒸餾水更好,。
(2)盡量室溫的穩(wěn)定性,。*,,水的表面張力值受溫度影響而有變化。但對于超疏水或超親水表面時,,接觸角值事實影響并非很大,,約在2度之內(nèi)。
(3)測試水滴角前,,一定要作進(jìn)液系統(tǒng)及水的清潔度的判斷,。方法為,測試之前,,采用基于ADSA-RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對水的表面張力值進(jìn)行測試,。ADSA-RealDrop法由于不受針頭直徑的影響,因而是目前為理想的測試水的表面張力值的方法,。如果測得的表面張力值符合文獻(xiàn)值,,即20攝氏度時可以達(dá)到72.75mN/m時,則說明測試用探針?biāo)瓦M(jìn)液系統(tǒng)是干凈的,。如果測試值低于70mN/m,,則說明體系是不干凈的。如果高于75mN/m,,則說明測試方法有問題,。
(4)對于小于10度接觸角值的體系而言,一定要采用遮光板和UV過濾技術(shù),,否則測值精度,、自動化程度會大大降低,特別對于LCD,、OLED,、空調(diào)鋁箔等。同時,,在測試方法上,,盡量采用全自動圓擬合技術(shù)。
(5)對于大于10度,,或大于120度的水滴角的測試時,,測試方法采用ADSA-RealDrop法的Young-Laplace方程擬合法,此時的樣品極可能是非軸對稱的,,如果采用基礎(chǔ)的Young-Laplace方程擬合法,,由于其為軸對稱的,測值結(jié)果會偏大,;如果采用圓擬合法或雙圓擬合法,,測值結(jié)果偏小,無法擬合輪廓曲線;如果采用橢圓擬合法,,對于大于120度的水滴,,軸中心的上下兩部分為非軸對稱,同樣無法擬合,;而ADSA-RealDrop法為非軸對稱,,兩側(cè)水接觸角分別計算,且可以修正重力系數(shù)對水滴角測值的影響,,具有重復(fù)性好,、不受液體體積影響、測值精度高的優(yōu)點(diǎn),,因而是的測值方法,。
(6)3D接觸角測試。在有條件時,,可以采購3D接觸角模塊,,可以非常快速的判斷材料表面的清潔度,。出現(xiàn)左,、右水滴接觸角值偏離2度,即認(rèn)為是不干凈的材料,。
3,、水滴角測試儀器可以量測哪些項目?
通常水滴角測試儀器可以完成水滴角,、接觸角,、固體表面自由能、液體表面張力,、液-液界面張力值的測試,。根據(jù)需求,可以將項目分開采購,。
4,、水滴角測量儀采購時注意哪些事項?
水滴角測量儀采購時,,一定要注意如下事項:
(1)該儀器的測試方法有哪些,?
(2)測試過程是否是全自動的,特別是計算的過程,。手動測試受人為因素影響,,測值的可信度、重復(fù)性會大大降低,。
(3)被測樣品的大小尺寸是多少,?水滴角測量儀可以大測試多少大小的樣品,?
(4)被測樣品是否需要測試很小滴水滴,如5nL,,甚至皮升級(PL),?
(5)該儀器的操作是否方便?是否有調(diào)整水平功能,?是否有3D接觸角功能,?
(6)該儀器是否可以提供標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)片,?是否有紅寶石校準(zhǔn)球和陶瓷校準(zhǔn)桿,?
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