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TECHNICAL ARTICLES接觸角測(cè)試儀分析如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角
楊氏方程式僅適用于具有光滑,惰性,均勻和無(wú)孔表面的理想固體。然而,表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性通常存在于實(shí)際表面上,因此,接觸角的準(zhǔn)確確定是具有挑戰(zhàn)性的,因?yàn)楸砻姘纪箍赡軙?huì)導(dǎo)致接觸角滯后。靜態(tài)接觸角通常被定義為各個(gè)接觸角測(cè)量的平均值。然而,由于真實(shí)表面的不規(guī)則性,這可能會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。動(dòng)態(tài)接觸角是可能的接觸角范圍的極值,并且當(dāng)三相邊界運(yùn)動(dòng)時(shí)它們發(fā)生。動(dòng)態(tài)接觸角提供有關(guān)表面形貌和均勻性的信息。
如何測(cè)量靜態(tài),動(dòng)態(tài)接觸角?
將固體表面連接到平衡鉤上并浸入測(cè)試液體中以計(jì)算前進(jìn)的接觸角。然后將固體從測(cè)試液體提起,并且可以計(jì)算后退角度。
有兩種測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法,圓法和橢圓法。動(dòng)態(tài)接觸角可以通過(guò)使用分配器擴(kuò)大(前進(jìn)接觸角)和減小(后退接觸角)液滴尺寸或通過(guò)傾斜樣品臺(tái)來(lái)測(cè)量,使得樣品和位于其頂部的液滴傾斜。
傾斜支架也可用于測(cè)量表面的滾降角度。滾降角是指液滴從表面滾下的固體表面的傾斜角度。滾降角度主要用于表征超疏水表面。
各種材料是研究流體行為的領(lǐng)域(液體和氣體)接觸角行為。流體顯著不同在微型設(shè)備中由于表面與體積的增加比。因素如表面張力和流體阻力開(kāi)始統(tǒng)治制度。接觸角的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在制藥和生物研究以及診斷方面,盡管應(yīng)用也可以在能源和電子領(lǐng)域找到部門(mén)。接觸角是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域正處于研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入的階段產(chǎn)品。相比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣相色譜,這些芯片較小尺寸并且需要較低的液體體積,導(dǎo)致更少的浪費(fèi),更低的試劑成本和更少的診斷所需的樣品。更快的分析和響應(yīng)時(shí)間也可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散距離和快速加熱和冷卻。幾個(gè)不同功能,如樣品預(yù)處理,分離和檢測(cè)可以集成在同一個(gè)芯片上。由于表面與體積的比例高,表面起著關(guān)鍵的作用本質(zhì)上是疏水性的底物。接觸角度利用測(cè)量來(lái)研究有效性和穩(wěn)定性的測(cè)試。接觸角測(cè)量也是用作質(zhì)量控制工具,例如評(píng)價(jià)質(zhì)量微流控芯片上的功能涂層。
實(shí)現(xiàn)了不同的靜態(tài)接觸角通過(guò)等離子體處理和表面涂層。呈現(xiàn)結(jié)果可以得出結(jié)論,支柱具有顯著的效果在填充時(shí)間較高的接觸角值。然而當(dāng)靜態(tài)接觸角低時(shí),效果不明顯。一些金屬(例如鋁或鎂)涂覆有鈍化氧化物層并且在粘合劑接觸之前需要激活處理。作為假體材料的鈦也經(jīng)過(guò)預(yù)處理,以提高生物相容性,這是由于生物材料(例如膠原)的增加的粘附力。各種處理方法影響表面自由能或粗糙度的增加,由此潤(rùn)濕性和粘附性都得到改善。
我們的測(cè)量?jī)x器可以根據(jù)與多種液體的接觸角來(lái)測(cè)量表面自由能。這樣做時(shí),表面自由能的極性和色散部分都被確定。結(jié)合測(cè)量涂層物質(zhì)的表面張力,這可以確定粘附力的工作作為粘附的量度。通過(guò)分別測(cè)量相鄰相,可以使涂層物質(zhì)的組成與預(yù)處理過(guò)程匹配。
當(dāng)潤(rùn)濕過(guò)程中的接觸角(前進(jìn)角)與脫濕時(shí)的接觸角(后退角)比較時(shí),可以看到粗糙度對(duì)潤(rùn)濕性的影響。
如果要回答靜態(tài)接觸角和動(dòng)態(tài)接觸角的區(qū)別問(wèn)題,可以從概念上去進(jìn)行分析。靜態(tài)接觸角:當(dāng)液體在固體表面達(dá)到平衡時(shí),氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角,此時(shí)為靜態(tài)接觸角;而動(dòng)態(tài)接觸角,有多種狀態(tài)定義:其一,對(duì)于讓處于非平衡狀態(tài)的液滴在固體表面上自由鋪展,動(dòng)態(tài)接觸角又分為前進(jìn)角和后退角,這里可以適當(dāng)附上前進(jìn)后退角的概念,測(cè)試前進(jìn)后退角是針對(duì)于疏水材料,親水材料測(cè)試無(wú)意義。其二,液體在固體表面接觸角隨時(shí)間變化而變化的過(guò)程,也是動(dòng)態(tài)接觸角。以上可以看出,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角區(qū)別分別是在液滴平衡和非平衡狀態(tài)下去做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
采用工藝制造,儀器采用CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī),配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統(tǒng),搭配三維樣品臺(tái),可進(jìn)行工作臺(tái)上下、左右、前后等方向移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下精密移動(dòng)。同時(shí)還設(shè)計(jì)了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺(tái),能適應(yīng)在不同用戶材料厚度加大的場(chǎng)合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié),擴(kuò)大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能,測(cè)試多次后的結(jié)果可以同時(shí)保存在同一報(bào)告下,能讓用戶更好的對(duì)材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。該儀器設(shè)計(jì)美觀大方、操作簡(jiǎn)單、符合用戶所需。適用于各種行業(yè)測(cè)定接觸角的用戶。
滑動(dòng)角測(cè)試儀應(yīng)用領(lǐng)域
TFT-LCD面板行業(yè):玻璃面板潔凈度與鍍膜質(zhì)量測(cè)量;TFT
打印電路、彩色濾光片、 ITO
導(dǎo)體膠卷等前涂層質(zhì)量測(cè)量
印刷、塑膠行業(yè):表面清潔與附著質(zhì)量測(cè)量;油墨附著度測(cè)量;膠水膠體性質(zhì)相容性測(cè)量;
染料的緊扣度
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè):晶圓的潔凈度測(cè)量;
HMDS的處理控制;
CMP的研究測(cè)量、光阻與顯影劑的研究
化學(xué)材料研究:防水與親水性能材料研究探討;表面活性與清潔劑的張力、濕性;黏性增強(qiáng)
與附著表面能測(cè)量 IC
封裝:基質(zhì)表面潔凈度;原子合成氧化識(shí)別;
BGA焊接表面;環(huán)氧化物的附著度測(cè)量
技術(shù)參數(shù)
1、接觸角測(cè)量范圍:0-180°接觸角測(cè)量精度:+/-0.1°
2、接觸角測(cè)試方法:座滴法
3、接觸角分析方法:手動(dòng)水平測(cè)量,手動(dòng)斜面測(cè)量,寬高測(cè)量法,人工切線法
4、2x定倍高清顯微鏡
5、數(shù)碼CMOS攝像機(jī)
6、錄像/回播
7、瞬間截圖
8、錄像任意電影單張導(dǎo)出
9、工作臺(tái)面尺寸:100mmX120mm
10、工作臺(tái)面尺寸:100mm*120mm
11、工作中國(guó)臺(tái)灣移動(dòng):下下50mm 左右50mm 前后30mm
12、工作臺(tái)上下伸縮:30mm
13、工作臺(tái)固定板移動(dòng):前后150mm
14、進(jìn)樣器移動(dòng):上下100mm 左右100
15、顯微鏡移動(dòng):前后80mm(微調(diào)3mm)
16、試樣尺寸:100mm(寬)80mm(厚)X~
17、儀器外形尺寸:320mm(寬)*530mm(長(zhǎng))*430mm(高)
一、接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用范圍:
接觸角測(cè)量?jī)x主要應(yīng)用于石油、化工、造紙、涂料、農(nóng)藥、材料粘結(jié)劑、陶瓷、洗滌劑、高分子顏料、電線電纜、紡織、染料、建筑材料防水、浮法選礦、焊接、衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域。
二、接觸測(cè)量?jī)x的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1.在潤(rùn)滑油的特性標(biāo)定中,檢驗(yàn)各中重油、潤(rùn)滑油的黏附及潤(rùn)濕關(guān)系。
2.2.在印刷行業(yè)中,檢驗(yàn)印刷油墨、金屬、紙張之間的付著、黏結(jié)潤(rùn)濕關(guān)系。
2.3.在建筑防水工作中,檢驗(yàn)經(jīng)硅酸樹(shù)脂處理的紡織物的防水性能。
2.4.在浮選工作中,檢驗(yàn)用沸騰法選擇礦物微粒在油水混合物中沾化吸附能力。
2.5.在搪瓷工業(yè)中,檢驗(yàn)溶化的硅化物對(duì)金屬表面的粘化附著力。
2.6.在活性試劑表面特性測(cè)定中,檢查液體試劑的滲透、生銹特性。
2.7.檢驗(yàn)金屬表面的脫脂,清潔,老化,親水等情況及薄膜表面上的吸附特性。
2.8.在科學(xué)研究中,檢驗(yàn)發(fā)射出的彈皮與空氣中雨霧的附著、潤(rùn)濕特性。
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