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浙江全自动接触角测量仪原理

来源: 发布时间:2025年12月18日

sessile drop 法凭借操作简便、适配性强的特点,在多个领域的表面性能检测中发挥重要作用。在材料研发领域,可通过测量静态接触角判断高分子材料、金属材料的表面亲水 / 疏水特性,例如通过水在材料表面的接触角,快速区分普通疏水材料(接触角 90°-120°)与超疏水材料(接触角>150°);在涂层工艺优化中,通过测量动态接触角(液滴铺展过程中的接触角变化),分析涂层表面的润湿性变化速率,评估涂层均匀性与成膜质量 —— 若动态接触角曲线平滑下降且稳定值一致,表明涂层均匀性良好;若曲线出现波动,则可能存在涂层缺陷(如局部厚度不均)。在表面清洁度检测中,通过对比清洁前后的接触角变化,可判断样品表面是否残留油污、杂质等污染物:清洁前样品表面因污染物存在,接触角通常较大(如金属表面油污残留时水接触角达 60° 以上);清洁后污染物去除,接触角明显降低(通常<10°),据此可快速判断清洁效果。该方法的优势在于:无需复杂样品预处理,多数固体样品可直接测量;支持多种测试液体,可通过选择极性、非极性液体拓展检测维度;结合软件功能可实现数据实时分析与记录,为后续工艺优化提供完整数据链,是企业开展常规表面性能检测的方法。SDC-500W接触角测量仪用于晶圆(Wafer)表面的检测,通过测试液滴在晶圆表面形成接触角的大小。浙江全自动接触角测量仪原理

接触角测量仪

接触角测量仪的光学系统构成与测量精度保障:图像传感器采用 130 万 - 500 万像素的 CMOS 工业相机,帧率≥30fps,可实时采集接触角图像,且具备图像降噪功能,减少环境光干扰导致的图像噪声。此外,光学系统还包含偏振矫正模块,可消除样品表面反光对图像的影响(如金属或光滑塑料表面的镜面反射),确保接触角轮廓提取的准确性。通过光学系统各组件的协同作用,晟鼎接触角测量仪可精细捕捉液体 - 固体界面图像,为后续接触角计算提供高质量的图像基础,保障测量精度。浙江全自动接触角测量仪图片在纳米材料表面特性研究中发挥重要作用。

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接触角测量仪的表面自由能计算功能,基于表面物理化学中的界面张力理论,通过测量多种已知表面张力的液体在固体表面的接触角,结合数学模型计算固体表面的表面自由能及各分量(色散分量、极性分量、Lewis 酸碱分量),实现对固体表面性能的深度量化分析。固体表面自由能是衡量固体表面吸附、润湿、粘接等界面行为的重要指标,由不同作用分量构成:色散分量源于分子间范德华力中的色散力,极性分量源于分子间的极性作用力(如氢键、静电力),Lewis 酸碱分量则反映分子间的酸碱相互作用。

captive bubble 法(悬泡法)是针对特殊样品(如多孔材料、粉末压片、高吸水材料)开发的接触角测量方法,解决了 sessile drop 法因样品吸水或液体渗透导致的测量失效问题。其原理与座滴法相反:将固体样品完全浸没在装有测试液体(如蒸馏水、乙醇)的透明液体池中,通过气泡发生器在样品表面生成 1-3μL 的微小气泡,气泡受表面张力作用附着在样品表面,形成稳定的气泡形态;工业相机从液体池侧面采集气泡图像,软件提取气泡轮廓与样品表面的夹角,该夹角即为接触角(与座滴法测量结果互补,可通过公式换算为统一标准)。该方法的关键技术要点包括:液体池需采用高透明度石英材质,确保成像无折射干扰;气泡发生器需具备精细的体积控制能力(精度 ±0.1μL),避免气泡过大或过小影响稳定性;样品台支持三维微调(X/Y/Z 轴调节范围 ±10mm),可将样品精细定位至气泡生成区域,确保气泡稳定附着。悬泡法的测量精度与座滴法一致(±0.1°),且能在液体环境中模拟样品实际应用场景(如膜材料在水溶液中的使用状态),为特殊材料的表面性能检测提供了有效解决方案。“座滴法”是指液滴坐落在固体表面的测试方法,又分为静态接触角与动态接触角两种测量方式。

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接触角测量仪是东莞晟鼎精密仪器有限公司主营的表面性能检测设备品类之一,其技术定位是为材料科学、化工、电子、医疗等领域提供精细的表面润湿性能量化表征工具。该设备基于表面物理化学原理,通过捕捉液体在固体表面形成的接触角图像,分析固体表面的亲水性、疏水性及表面自由能,将传统定性观察转化为定量数据(测量精度≤±0.1°),为材料研发、生产工艺优化、产品质量控制提供客观数据支撑。其价值在于解决 “表面性能不可见、难量化” 的问题,可通过接触角数值判断材料表面清洁度、涂层效果、改性程度等关键指标,例如通过测量水在固体表面的接触角区分亲水(接触角<90°)与疏水(接触角>90°)特性,通过对比处理前后的接触角变化评估表面改性工艺效果,是各行业开展表面性能研究与质量管控的基础设备。晟鼎接触角测量仪秉承了简单且标准的结构设计理念,经济实惠,用于企业工艺和质量检测,也适用于高校教学。重庆润湿性接触角测量仪欢迎选购

太阳能电池中,较大的接触角可以减少光伏材料与液体电解质之间的接触面积,从而减少电池的损耗。浙江全自动接触角测量仪原理

captive bubble 法(悬泡法)是晟鼎精密接触角测量仪针对特殊样品开发的测量方法,主要解决多孔材料、粉末压片、高吸水材料等无法通过 sessile drop 法测量的难题,其原理与座滴法相反,通过分析浸没在液体中的样品表面捕获的气泡轮廓计算接触角。该方法的技术流程为:首先将样品浸没在装有测试液体(如蒸馏水、乙醇)的液体池中,确保样品表面与液体充分接触;然后通过气泡发生器在样品表面生成 1-3μL 的微小气泡,气泡附着在样品表面形成稳定形态后,工业相机从液体池侧面采集气泡图像;软件提取气泡轮廓与样品表面的夹角,即为接触角数值(与座滴法测量结果互补)。其技术特点包括:一是避免样品吸水导致的液滴变形,适用于陶瓷膜、过滤膜等多孔材料;二是可测量透明样品的双面接触角,通过在样品两侧分别生成气泡,同时获取两面的润湿性能数据;三是液体池支持温度控制(25-80℃),可模拟不同温度环境下的样品表面性能变化。该方法的测量精度与座滴法一致(≤±0.1°),为特殊材料的表面性能检测提供了有效解决方案。浙江全自动接触角测量仪原理