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一 介紹

1.什么是接觸角

接觸角是指在氣,、液,、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。若θ<90°,，則固體是親液的,，即液體可潤濕固體，其角越小,，潤濕性越好,；若θ>90°，則固體是憎液的,，即液體不潤濕固體,，容易在表面上移動，不能進入毛細孔,。

1)當θ=0,，完全潤濕；

2)當θ﹤90°,，部分潤濕或潤濕,；

3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線,；

4)當θ﹥90°,，不潤濕；

5)當θ=180°,，完全不潤濕,。

潤濕性問題與采礦浮選、石油開采,、紡織印染,、農藥加工、感光膠片生產,、油漆配方以及防水,、洗滌等都有密切關系。

2.測試方法:

接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用*廣泛,，測值*直接與準確的還是外形圖像分析方法.外形圖像分析法的原理為,，將液滴滴于固體樣品表面，通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像,， 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.計算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄祵W模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分，然后通過測量特定的參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值,。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內,、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓,，從而計算出其接觸角,。

3. 通俗概括

接觸角并不復雜,，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態(tài)相對于固體平面的外切線。接觸角的應用非常廣泛,，甚至可以說涉及到身邊的每個細節(jié),，比如我們希望汽車玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車鋼板上的油漆永不脫落,。其他比如農藥和蔬菜葉面,、涂料和內外墻面、絕緣油和絕緣材料,、納米材料表面改性等等,，從教學科研、工農業(yè)生產到日常生活,，舉不勝舉,。

4. 運用領域

廣泛運用 教育科研 化妝品、選礦,、造紙,、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑材料,、環(huán)境保護,、海洋、化工,、石油,、噴涂、油漆油墨,、印染,、紡織、光學,、液晶顯示器 生物制藥 醫(yī)療器材 太陽能等行業(yè)

二 整體指標：

1. 接觸角測量范圍：0～180°

2. 滾動角測量范圍：0～360°(選配,，如需要可以選擇SCI3000F型)

3. 接觸角分辨率：0.01°

4. 接觸角測值精度：±0.1°(θ/2 法)

5. 表面張力測試方法：懸滴法

6. 表面張力測試范圍：0～1000mN/m

7. 表面張力測試分辨率：0.01mN/m

8. 儀器尺寸及重量：245Wx530Dx450H mm 12 kg

9. 電源：AC220—240V 50HZ

三、硬件指標：

（一） 樣品臺及其控制：

1,、樣品臺移動：三維控制,，XY行程：手動±50mm 精度：0.1mm Z行程：手動 25mm 精度：0.01mm

2、樣品臺大?。?0*100mm

3,、樣品臺旋轉：360°滾動角測試平臺 (選配)

4,、儀器水平控制：樣品臺水平控制,、鏡頭水平控制和整機四腳水平

（二） 進液系統(tǒng)及其控制：

1、進液系統(tǒng)：手控制注射泵系統(tǒng)

2,、進液器： 50ul,、100ul及魯爾式高精度微量進樣器一套

3,、針頭： 0.7mm 標準針頭、0.14mm超細針頭及疏水針頭一套

4,、進樣器控制：XY 行程：手動 12.5mm*12.5mm 0.01mm精度

Z行程：手動25mm 0.01mm精度 實現移液及焦距對焦功能

5,、進樣模式：程序設置進樣區(qū)域，多點自動按序拍攝,，統(tǒng)一分析計算,，自動得到數據，一鍵出結果,。

（三） 成像系統(tǒng)及其控制：

1,、鏡頭控制：一維俯仰控制

2、鏡頭：高性能工業(yè)連續(xù)放大鏡頭,，0.7-5X光學放大,，有效像素55 -320 pixel/mm

3、相機系統(tǒng)：工業(yè)級超低照度CCD系統(tǒng)（專業(yè)）,，放大倍數可達 60 倍

4,、水平解析度：750線，0.0005Lux照度

5,、相機通訊：進口芯片系列CCD,，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6,、分辨率（*低）：1280*1024

7,、背景光：連續(xù)可調亮度LED冷光源 ，50個左右高亮度LED燈,，進口亞克力遮光片技術,，發(fā)光均勻。

8,、七維調整平臺

四,、軟件指標：

1、接觸角分析方法:

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

2、可測靜態(tài)接觸角,、動態(tài)接觸角（滾動角）,、前進接觸角、后退接觸角,、液滴表面張力,、表面自由能和數據統(tǒng)計分析

3,、接觸角數據取得方式：全自動測值和人工修整相結合。按測試,，軟件自動拍照-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、測試液滴狀態(tài),，共4種：懸滴法(Pendant Drop/測表面張力),、停滴法(Sessile Drop)（2/3態(tài)）、氣泡虜獲法,、插板法等

6,、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面,、表面粗糙度修正

7,、動/靜態(tài)接觸角測試，可測試前進和后退角,，傾斜角和滾動角值（需要加配旋轉平臺）

8,、拍攝圖像方法：單張或60幀/秒連續(xù)拍攝

9、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,、強大的數據庫管理功能：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

12,、多種表面自由能估算模型,，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面,，也能分析高能固體表面