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超级干货!接触角测量仪原理介绍

发布时间:2021-11-05      点击次数:204
  光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状.液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。
  在固体表面上,液滴形状和接触角也依赖于固体的特性(例如表面自由能和形貌)。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析,测定接触角和表面张力.使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能.
  作为光学方法,光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件.Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到低,高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了质量.
  一影像分析法接触角测试仪原理
  影像分析法是通过滴出一滴满足要求体积的液体于固体表面,通过影像分析技术,测量或计算出液体与固体表面的接触角值的简易方法.作为影像分析法的仪器,其基本组成部分不外乎光源、样品台、镜头、图像采集系统、进样系统.简单的一个影像分析法可以不含图像采购系统,而通过镜头里的十字形校正线去直接相切于镜头里观察到的接触角得到。
  计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型,如液滴可被视为球或圆椎的一部分,然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值.Young-Laplace方程描述了一封闭界面的内、外压力差与界面的曲率和界面张力的关系,可用来准确地描述一轴对称的液滴的外形轮廓,从而计算出其接触角.
  仪器基本组成:光源、样品台、镜头、图像采集系统、进样系统.
  二.插板法接触角测试仪原理
  固体板插入液体时,只有板面与液体的夹角恰好为接触角时液面才直平伸至三相交界处,不出现弯曲.否则,液面将出现弯曲现象.因此,改变板的插入角度直至液面三相交界处附近无弯曲,这时,板面与液面的夹角即为接触角.
  三.力测量法(Tensiometry)接触角测试仪
  这种方法有时也被称为Wilhelmy板法测接触角,具体原理如下:将一个固体样品板浸入测试液体中,由于液体的表面张力以及固体的表面自由能的作用,称重传感器会感测到一个向下拉的力F(Wettingforce)具体计算公式如下:
  F=γlgcosθP.
  其中:P代表板的周长.如果知道此时测得的力是多少,我们就可以看出接触角θ值.
  当然,以上没有考虑被测样品的浮力.如果我们提升或降低样品浸入的深度,就可以测得后退角/前进角的值了。
  四.透过测量法接触角测试仪
  主要用于测量粉体接触角等的接触角测试仪.这种接触角测试仪的基本原理是:在装有粉末的管中固体粒子间的间隙相当于一束毛细管.毛细作用使可润湿固体粉末表面的液体透入粉体柱中.由于毛细作用取决于液体的表面张力和对固体的接触角,故测定已知表面张力液体在粉末柱中的透过性可以提供液体对粉末的接触角的知识。
  
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