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所谓水滴角(接触角)是指在一固体水平平面上滴一液滴,固体表面上的固-液-气三相交界点处,其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。
水滴角测定仪用于测试液体对固体的浸润性,即各种液体对各种固体材料所形成的接触角的大小判断其浸润水性。方法是在一固体水平平面上滴一液滴,测试固体表面上的固—液—气三相交界点处,其气—液界面和固—液界面两切线把液相夹在其中所成的角。广泛应用于玻璃、镜片、液晶屏、光盘零组件、触摸屏、线路板、石油、喷涂等行业的表面研究和洁净度分析。
具体应用领域举例:
1、金属焊接过程中,检测焊剂对金属的附着力;
2、印刷行业油墨、金属、纸张之间的附着力;
3、粘贴剂与固体间的粘接程度研究;
4、航天工业空中雨雾对飞机基体的润湿程度检测;
5、军事科学中弹片在空气中与雨雾接触角的测定;
6、石油开采过程中,注入添加剂与原油中固体前进角,后退角的测定;
7、纳米材料与不同活性剂间湿润性的测定、研究;
8、铝箔亲水角的测定;
9、凸凹眼镜片亲水性、疏水性测定
10、包装用品污染程度测定等等
总之,该仪器应用范围之广泛不能在此一一举例。
水滴角测定仪系统组成
水滴角测定仪主机 1台
300万高清数字相机、 1个
变焦镜头、 1个
二维实验平台、 1个
一维前后调整平台 1个
特制试验台 1个
光源系统 1套
计算机 (联想一体机) 1套
微量进样器 2个
微量进样器调整装置 1个
安装软件 1套
技术参数
1 光学系统:
(1)成像:高像素数字相机和连续变焦显微镜镜头;接口;USB 2.0、像素三百万,可清晰分析动态液滴,并适用于笔记计算机操作。
(2)光源:可调亮度单色冷光LED背光光源,图像中液滴边缘分辨更清晰;
(3)指标:快拍摄25帧/秒,显微镜放大率0.7-4.5倍连续变倍,放大倍数20-200倍,成像分辨率2048*1536
(4)俯视角度调整范围;0--10°
(5)左右角度调整范围:0--10°
2、测试方式:静滴法、固体表面能计算、
3、接触角分析方法:θ/2法、量高法、自动分析法 (θ/2法)、自动分析法(两基点法、国内独有,此种方法对图像的质量要求不高,用鼠标点击两个基点就可以自动计算接触角,使用非常方便)
4、拍摄图像方法:单张拍摄、连续间隔拍摄(慢存)、连续拍摄(快存)
5、接触角测试范围:0<θ<180°
6、测试分辨率:0.01°
7、测试: 0.1°
8 固体表面能计算: Owen二液法
9、实验台尺寸:120*80mm;
10、样品厚度:30mm
11、二维实验平台调整范围;
上下;0-60 mm,;0.01mm
左右:0-60 mm,;0.01 mm
12 一维前后调整平台范围
前后;0-60 mm ;0.01mm
13、进样方式;
微量进样器;100微升;2微升
10微升:0.2微升 各一
14、进样器上下调整范围为13mm,为0.005mm
交货期:现货。
静滴法使用步骤简介(θ/2法,非自动计算):
启动:启动接触角测量仪应用程序。接触角测量仪应用程序主界面如图1所示:
图1 应用程序主界面
静滴法操作步骤:首先调整水平,再把试样置于工作台上,用弹簧片压紧,利用微量进样器调整液滴的量,使在针头形成液滴,转动旋钮使工作台上移,让试样表面与液滴接触,再下移工作台,试样上即可留下液滴。点击后,即可按下述方法进行接触角的测量。
将所显示的测量尺通过点击快捷按钮或或或移至如图18,
测量尺与液滴边缘相切。
图18 液滴法测量
然后点击下移测量尺如图19,将交叉点与液滴边缘重合
图19 液滴法测量
点击按钮,旋转测量尺如下图20,将测量尺与液滴一边相交
图20 液滴法测量
再点击,即可求出接触角。
自动计算图片(两基点法)
Owens二液法计算固体表面能(固体表面张力)
本仪器还提供了Owens二液法计算表面能的功能,具体方法如下:
利用已知液体的表面能γL和其分项γLD、γLP,(γLD为色散力,γLP为极性力)并测出液体在固体表面上的接触角θ,侧通过程序就可以计算出固体的表面能。
用Owens法计算表面能时,所选的两种测试液必须满足如下的条件:
(1) 两种液体的γLP/γLD值不能接近,而且两者的差距越大越好;
(2) 两种液体必须有不同的极性,即必须从极性液体中和非极性液体中各选一种液体。
(3) 测试液不能使固体的表面发生溶解、膨胀和变形等。