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SCI2000A型接觸角測量儀

概述：

眾所周知，納米材料科學與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點,，在研究納米材料的表面改性時,，往往要涉及潤濕接觸角這個概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴,，固體表面上的固－液－氣三相交界點處,，其氣－液界面和固－液界面兩切線把液相夾在其中時所成的角

一、通用指標

1.接觸角測量范圍：0～180°

2.接觸角分辨率：0.01°

3.接觸角測值精度：±0.1°

4.表面張力測試方法：懸滴法

5.表面張力測試范圍：0～2000mN/m

6.表面張力測試分辨率：0.001mN/m

7.儀器尺寸及重量：寬300×長500×高420 mm ,，15kg

8.電源：AC 220V 50HZ

二,、硬件配置指標

（一） 樣品臺控制：

1、 樣品臺移動：上下行程：手動 60mm,，精度：0.1mm,，平臺采用剪形升降支撐，精研絲杠驅動,，雙導軌五軸定位機構,，保證運動**平穩(wěn)，舒適,，精度高,，承載大。配有鎖緊手輪,，安全可靠,。

2,、 水平移動可升級至**100mm行程，手動,、精度：0.1mm

3,、樣品臺大小：120*100mm

3,、樣品臺旋轉：可選配手動360^,。 旋轉平臺，*小讀數(shù)0.1^,。,，分辨率0.01^。用于測試前進/后退角/滾動角

*亦可選購自動360^,。旋轉平臺,，*小讀數(shù)0.1^。,，分辨率0.01^,。

4、水平控制：樣品臺水平控制,、鏡頭水平控制和整機四腳水平

5,、可放置**樣品：180( 寬)*∞(長)*60(高)mm

6、選購配件：專業(yè)纖維夾具,，專業(yè)薄膜,、植物葉片夾具等等，可用于分析纖維或表面不平整樣品的接觸角值,。

（二） 進樣系統(tǒng)控制：

1,、 進液系統(tǒng)：五通道蠕動泵手動進樣系統(tǒng)

2、進液控制：手動 行程：25mm精度：0.1mm,，另配電動蠕動泵進樣系統(tǒng)，可正反向控制

3,、進樣器上下移動：手動 行程：60mm,，使用滾珠絲杠，移動平穩(wěn)無間隙

*可無縫升級至電動平臺,，行程50mm

4,、進液器： 10ul～100ul高精度微量進樣器1套

5、針頭：專業(yè)可替換針頭進樣針管,，包括0.5mm標準針頭,、0.9mm粗針頭以及用以測試超疏水材料或膠水對固體材料的接觸角值的0.14－0.3mm不銹鋼超細針頭、聚四氟乙烯針頭等

6,、移液方式：手動控制移液操作,，可選配自動控制移液操作

7,、標配：50ul、100ul及魯爾式高精度微量進樣器一套,，硅膠管

（三） 成像系統(tǒng)控制：

1,、鏡頭控制：二維俯仰調整，x,，y軸兩個方向各±2

2,、鏡頭：高性能工業(yè)連續(xù)60倍放大鏡頭，光學放大 0.7－5.0×連續(xù)變倍（僅變倍參數(shù),，內置還有放大后置鏡）,，有效像素55 -320 pixel/mm

3、攝像機：工業(yè)級黑白USB2.0制式超低照度CCD系統(tǒng)分辨率（*低）：1280*1024

25幀/秒的速度（可選配高速60,，100,，200幀，1000幀,，2000幀/秒CCD）

4,、光源系統(tǒng)：連續(xù)可調亮度單色冷光LED輪廓背景光源，進口平行光透鏡技術,，發(fā)光柔和均勻,。接觸角圖像邊緣更清晰

5、4種液滴測試狀態(tài)：懸滴法(Pendant Drop),、停滴法(Sessile Drop)（2/3態(tài)）,、氣泡虜獲法（Captive Drop）、插板法

三,、軟件功能指標

（一）,、接觸角測試

1. 多種接觸角分析方法:

6種：量高法、量角法,、五點擬合法,、插板計算法、懸滴擬合法,、自動影像分析法等

2．接觸角的連續(xù)動態(tài)測量：可自動選擇對樣品在某一段時間內的進行連續(xù)自動測量,，且以圖片和數(shù)據(jù)兩種方式存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以備需要的時候隨時導出,，連續(xù)測量速度可調,，*小0.04秒。

3. 接觸角數(shù)據(jù)取得方式：全自動測值和人工修改相結合,。按“測試”,，軟件自動完成拍照-查找敏感點-計算接觸角值-顯示計算結果，整個過程無須人工干預,，以降低人為因素影響

4. 接觸角量測技術：數(shù)學模型擬合與真實液滴外廓實際量測相結合,，解決非對稱圖像測值問題

5. 曲面修正：上凸曲面,、下凹曲面、表面粗糙度修正

6,、 自動水平線（基線base line）查找技術

7. 動/靜態(tài)接觸角測試,，可測試前進/后退角/傾斜角和滾動角值、平衡接觸角,、熱力學本征接觸角值

8. 拍攝圖像方法：單張或25幀/秒連續(xù)拍攝 更高速度需選購相應速度相機如60幀,、100幀、200幀,、1000幀速度的相機

9. 程序設置進樣區(qū)域,，多點自動按序拍攝，統(tǒng)一分析計算,，自動得到數(shù)據(jù),，一鍵出結果。左右接觸角值分別計算與比較功能,，軟件自動求取平均接觸角

10. 數(shù)據(jù)庫管理功能：數(shù)據(jù)與圖像一一對應,，備份、壓縮,、導出EXCEL表格,，測值以及曲線擬合結果均可保存到導出的圖片上，直觀明了,。

11,、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作,。

（二）,、界面張力測試

1、Young-Laplace擬合技術分析液－氣及液－液界面張力值

2,、基于Young-laplace方程擬合技術的表面張力/界面張力測試模塊

3,、擁有Bashford-Adams(BA)表法以及ADSA－PD兩種分析方法

4、實時圖像懸滴法界面張力值

（三）,、表面自由能及潤濕性分析

1,、多種表面自由能估算模型，包括：

Equation of State ( Neumann et al. ),、Good-Girifalco,、Owen-Wendt-Rabel,、Simple Fowkes,、Extended Fowkes、WU法1-2,、Schultz法1-2,、Acid-base(Van OSS & Good),、Jhu、Zizman臨界表面張力法等表面自由能估算方法,，不但能分析低能固體表面,，也能分析高能固體表面。

2,、300種液體,、500個數(shù)據(jù)的液體庫

四、產品優(yōu)點

SCI2000系列接觸角儀是全面分析一般接觸角儀優(yōu)缺點的基礎上,，基于**的圖形分析技術,，精益求精的成果。本著成本控制以及性能提升的設計初衷,，我們對各部分結構設計以及軟件設計均進行了全面優(yōu)化,。

主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性,，也可測量外相為液體的接觸角,。該儀器能測量各種液體對各種材料的接觸角， 例如塊狀材料,、纖維材料,、紡織材料等，粉末樣品在壓片后也可測量,。同時此系列儀器可測量靜態(tài)和動態(tài)接觸角及表面/界面張力（懸滴法）,、表面自由能。

更穩(wěn)定,、更精準,、更多樣化的機械結構

（1）全面優(yōu)化的整體系統(tǒng)設計，結構更為緊湊與優(yōu)化

（2）協(xié)調性更好的機械結構：提供多維的機械結構設計,，有效地控制樣品臺,、攝像系統(tǒng)、滴液滴定系統(tǒng)的協(xié)調性

（3）操控更方便,、定位更精確的液滴焦距與位置控制系統(tǒng)

（4）可增配更為專業(yè)的動態(tài)接觸角（滾動角）測量模塊,，旋轉定位平臺無回程保證了更為精確的角度控制

（5）方便的進液量提示功能和精確的進液控制機構

（6）鏡頭水平調整機構采用了高精度二維傾斜調整平臺

更清晰、更高速,、更專業(yè)的光學系統(tǒng)

1,、提供高解析度光學鏡頭

（1）高放大率工業(yè)連續(xù)放大鏡頭，0.7－4.5倍放大倍率

（2）大景深,，低畸變,，高解析度，更清晰的液滴呈現(xiàn)

2,、連續(xù)可調亮度LED冷光源技術

（1）更清晰的液滴輪廓邊緣

（2）亮度不易衰減,，使用壽命更長

（3）平行光透鏡技術,，發(fā)光柔和均勻，成像更清晰

3,、更清晰,、速度更快的成像系統(tǒng)

（1）標準配置25幀/秒攝像機，配置USB2.0標準接口相機

（2）另可選配60,、100,、200的高速攝像機

（3）提供多種相機升級服務，各種攝像機（選購件）

精度更高,、控制更方便的進樣系統(tǒng)

1,、多種進樣系統(tǒng)供選購，升級更方便,，滿足各種復雜的需求

2,、配備齊全的各種進樣器以及針頭供選購

3、可選配控制精度更高,、定量更精確的注射泵系統(tǒng)

（1）專業(yè)級的高精度注射泵系統(tǒng)

（2）更易于樣品管的清洗以及更換,，不易產生二次交叉污染

（3）采用了精密絲桿以及線性導軌技術，運動控制精度更高

功能更強大,、更人性化的分析系統(tǒng)

（1）多種分析液滴形態(tài)：

停滴（2,、3態(tài)）、懸滴,、氣泡虜獲法,、插板法

（2）多種計算接觸角方法、曲線擬合技術：

分析前進/后退角,，滾動角值,；分析不規(guī)則角度值

（3）多種表面自由能估算模型

（4）獨特的錄相功能，可將測值過程錄相為AVI格式,，以供使用

（5）強大的數(shù)據(jù)庫管理功能,；可以方便的保存、查詢,、導出數(shù)據(jù)

五,、符合標準

ASTM D 724 Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle-of-Contact Method)

ASTM D 5946-2004 Standard Test Method for Corona- Treated Polymer Films Using Water Contact Angle Measurements

ISO15989: Plastics- Film and sheeting - Measurement of water - contact angle of corona-treated films

六、應用方向

新材料表面表征,、表面純度測試,、固體表面處理評價、液體配方設計,、表面清潔度分析,、固液體之間或固體黏附特性研究、表面印刷性能的表征、玻璃,、塑料或金屬等固體表面浸潤性研究、分析表面改性等等.

可用于如下領域的基礎研究,、應用新方法,、產品設計以及品質控制等：

u紙張、紙尿褲,、衛(wèi)生護墊等材料吸水性以及可印刷性等性質分析,；

u纖維、織物,、碳纖維,、玻璃纖維與樹脂的新功能開發(fā)、表面性質,、印染等性質分析,；

u液晶屏、硬盤,、屏幕保護膜,、觸摸屏、LCD,、LED,、光學零件、半導體芯片,、Wafer,、微電子等行業(yè)表面清潔度分析以及品質控制、新材料開發(fā)研究以及等離子（Plasma）處理等表面處理效果評估,；

u聚合物,、高分子材料及金屬材料表面修飾、表面改性,、印刷性質等分析,；

u薄膜、偏光片,、膠片,、感光材料的新材料開發(fā)、印刷性等分析,；

u生物材料,、仿生材料的研發(fā)及其應用分析，如檢測和表征蛋白質,、肺表面活性劑,，表征生物相容性材料（高分子材料）的潤濕和粘附性、競爭以及粘附的蛋白質；

u食品工業(yè),、醫(yī)藥如人造骨,、隱形眼鏡、眼鏡玻璃的潤濕,、吸附性質分析,；

u超疏水和超親水材料研究、可潤濕性分析,；

u空調親水鋁箔,、絕緣子、巖芯,、煤礦,、瀝青的潤濕性分析以及新材料的研發(fā)；

u電潤濕接觸角轉化,、電透鏡研究等,；

u表面活性劑應用研究，如化妝品,、清潔劑,、乳液、石油行業(yè)（三次采油）等

u噴霧,、農藥,、油漆、墨水,、油墨和涂料行業(yè)配方設計及潤濕性分析,；

研發(fā)實驗領域：液體或熔體（如聚合物、金屬,、煤碳,、原油等）的表面/界面張力測試以及基于壓力、溫度,、時間,、濃度不同條件下的界面化學性質分析；