固體表面自由能測(cè)試方法

更新時(shí)間：2021-01-06

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概述（Summary）

接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，接觸角測(cè)量是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。

是采用光學(xué)成像的原理，設(shè)備采用圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表界面張力、前進(jìn)后退角、表面能等性能，設(shè)備采用全自動(dòng)進(jìn)液裝置，性價(jià)比高、拓展性強(qiáng)、功能全面、可滿足各種常規(guī)測(cè)量需求，目前已經(jīng)使用在眾多高校院所及企業(yè)。

應(yīng)用（Application）

接觸角測(cè)量?jī)x廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領(lǐng)域，接觸角測(cè)量已經(jīng)成為了一項(xiàng)評(píng)估表面性能的儀器。

（部分測(cè)試功能需要選購(gòu)附件完成）

1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤(rùn)濕行為，座滴法測(cè)量靜態(tài)接觸角；

2. 材料在固體表面的前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后、滾動(dòng)角、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量；

3. 吸收材料的連續(xù)實(shí)時(shí)研究及過(guò)程記錄，接觸角隨時(shí)間變化曲線分析；

4. 各種材料的接觸角測(cè)量，如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品；

5. 附著滴法測(cè)試材料浸沒在液體中的接觸角測(cè)試；

6. 懸滴法測(cè)量各種液體表界面張力及其極性、色散分量；

7. 計(jì)算固體表面自由能（Surface free energy），及其極性色散分量分析；

分析體在固體表面的粘附功（Adhersion），評(píng)估固體表面均勻性、清潔度等。

如上圖、接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、樣品臺(tái)、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成，設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。

光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì)，發(fā)光均勻，圖像清洗，壽命長(zhǎng)；

注射單元采用高精度注射泵進(jìn)液，由軟件定量定速控制，滴液穩(wěn)定，精度高達(dá)0.01微升；

樣品臺(tái)采用三維手動(dòng)精調(diào)平臺(tái)，操作靈活，定位準(zhǔn)確，樣品臺(tái)可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制；

采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī)，拍攝穩(wěn)定，圖像清晰，真實(shí)可靠，鏡頭采用工業(yè)級(jí)配置，0.7-4.5倍放大可調(diào)，成像無(wú)畸形失真；

分析軟件功能強(qiáng)大，具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力，滿足各種液滴形態(tài)的準(zhǔn)確擬合;

技術(shù)參數(shù)：

主機(jī)
外形尺寸	690mm（長(zhǎng)）380mm(寬) 680mm(高)
重量	43KG
電源	220V / 60HZ
光源系統(tǒng)
光源	密集LED可調(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源
壽命	使用壽命達(dá)貳萬(wàn)伍仟小時(shí)以上
注射單元
注射器	配套高精密石英注射器、容量500μL
滴液	軟件控制自動(dòng)進(jìn)液，精度高達(dá)0.01μL
注射單元移動(dòng)	軟件自動(dòng)升降行程60mm; 左右30mm
采集系統(tǒng)
CCD	高速工業(yè)級(jí)芯片、25幀/S、130W像素
鏡頭	0.7-4.5倍高清工業(yè)級(jí)連續(xù)變倍式顯微鏡
采集系統(tǒng)調(diào)節(jié)	前后50mm（3mm微調(diào)）、視角角度可調(diào)（平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)等多視角觀察）
樣品臺(tái)裝置
工作臺(tái)面尺寸	120mm*150mm（可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制）
樣品尺寸	6寸
樣品臺(tái)移動(dòng)	前后移動(dòng) 自動(dòng)，行程200mm，精度0.01mm 左右移動(dòng) 自動(dòng)，行程200mm，精度0.01mm 上下移動(dòng) 手動(dòng)，行程30mm，精度0.01mm
分析軟件
接觸角測(cè)量范圍	0-180°
接觸角測(cè)量精度	±0.1°
表界面張力測(cè)量范圍	0-2000mN/m
表界面張力測(cè)量精度	0.01 mN/m
分析軟件功能	1、接觸角測(cè)量分析軟件自動(dòng)擬合法（一鍵自動(dòng)擬合，不存在人工誤差）包括：圓法擬合（Circle method）、橢圓/斜橢圓擬合法（Ellipse/Oblique ellipse）、LY、微分橢圓法/微分圓法（Differential circle / Differential ellipse）； 2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合（批量擬合多張圖像）包括：潤(rùn)濕性能測(cè)試（Wettability）、視頻連續(xù)擬合計(jì)算（Video analysis）； 3、表面能計(jì)算（Surface energy） 4、表界面張力測(cè)量（Surface tension） 5、前進(jìn)后退角測(cè)量（Advancing and receding angle） 6、粘附功（Adhesion work） 7、自動(dòng)樣品批量測(cè)量方案設(shè)置功能（支持樣品的測(cè)試方案設(shè)定及調(diào)取自動(dòng)測(cè)試方案） 8、樣品方案設(shè)定：可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸規(guī)格在軟件中設(shè)置測(cè)量方案，后續(xù)如有同款產(chǎn)品可直接調(diào)取已存儲(chǔ)方案直接開展測(cè)試 9、一鍵式多點(diǎn)測(cè)量（可多次循環(huán)）：自動(dòng)進(jìn)樣→自動(dòng)接液→軟件自動(dòng)完成測(cè)量→自動(dòng)換下一個(gè)點(diǎn)位 10、可針對(duì)不同樣品設(shè)置測(cè)量方案并可保存，方便下次再次測(cè)量同一類樣品時(shí)直接調(diào)取測(cè)量