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接觸角測量儀測試材料潤濕性的測量方法
發(fā)布時(shí)間：2022-07-09 點(diǎn)擊次數(shù)：1917
接觸角測量儀主要用于測量液體對(duì)固體的接觸角，即液體對(duì)固體的浸潤性，當(dāng)液滴自由地處于不受力場影響的空間時(shí)，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其最終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開來，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。
接觸角測量儀的測量原理其實(shí)有點(diǎn)類似于液滴高度/寬度法測量，運(yùn)用圓方程式來擬合液滴的輪廓形狀，從而計(jì)算出接觸角。由于此方法假定了液滴(截面)的形狀為圓的一部分，所以其適用范圍只限于球狀或接近球狀的液滴。由于重力的影響，嚴(yán)格地講，液滴的形狀都偏離球型：偏離的程度隨液滴的體積增大而增大;在同樣的體積下，液體的比重越大，表面張力越小，偏離的幅度也越大。
作為潤濕現(xiàn)象的一種研究方法，接觸角的研究長期以來一直停留在某個(gè)階段。以前，當(dāng)人們需要用到接觸角測量儀時(shí)，多半是從國外采購，國內(nèi)的一些廠家還沒有完全形成完整常規(guī)的研究。現(xiàn)在，生物啟發(fā)特殊潤濕性能表面已經(jīng)吸引了廣泛的科學(xué)關(guān)注，無論是在基本理論研究方面還是在實(shí)際應(yīng)用方面。它已經(jīng)成為一個(gè)持續(xù)增加的熱門研究課題，受動(dòng)植物表面疏水性的啟發(fā)，許多研究人員嘗試用各種方法模似了自然界中特殊潤濕性能表面，集中在荷葉效應(yīng)啟發(fā)的自清潔表面。
超疏水表面是指與水的接觸角大于150度的表面，隨著研究的不斷加深，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)影響接觸角穩(wěn)定的因素除平衡時(shí)間和溫度外，還有接觸角滯后和吸附作用，前進(jìn)接觸角，后退接觸角和接觸角滯后表征出水滴在固體表面的動(dòng)態(tài)行為，接觸角滯后與表面粘性緊密相關(guān)，接觸角滯后越小，液滴越易從表面滴落，反之亦然。
固體表面特殊的潤濕性對(duì)自清潔，防輻射，微液體等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值，液體在固體表面的潤濕性能一般采用切線法，寬高法，橢圓法，楊氏議程定義法來測量，接觸角可以定量描述表面的潤濕性能，其測量可通過接觸角測量儀直線測量。
超疏水表面的接觸角測量方法：
測量超級(jí)疏水表面的方法，與常規(guī)的方法不一樣。我們將高于120度的接觸角定為超疏水接觸角。
切線法：常規(guī)方法，需手工切線，誤差較大。
圓法：也叫寬高法，θ/2法，利用三點(diǎn)擬合一個(gè)圓形(開放式存在，能更好的看清楚是否貼合在一起)，從而計(jì)算出接觸角度。適用于<20°角度的接觸角測量。
橢圓法：當(dāng)接觸角度超過20度時(shí)，此時(shí)已不是一個(gè)常規(guī)的圓形，而近似一個(gè)橢圓形，橢圓法用五點(diǎn)擬合橢圓形，從而計(jì)算出接觸角度。適用于>20°<120°角度測量。
Laplace-Young法：適用于>120°超疏水角度的測量。但是Laplace-Young法有一個(gè)缺點(diǎn)，就是在擬合時(shí)的圖象一定要非常清晰和完整，需自動(dòng)擬合，并且左右兩邊的角度要均勻。
微分圓法，微分橢圓法：適用于所有不同角度的測量。此方法含擴(kuò)(圓環(huán)法，橢圓法，Laplace-Young法)并能優(yōu)化Laplace-Young法的不足之處。這也是有超疏水角度測量需求的客戶的福音。
