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光學(xué)接觸角測量儀如何測量固體的表面自由能?

  光學(xué)接觸角測量儀用于測量固體、液體和氣體之間的接觸角。通過測量接觸角，計算和測量液體對固體的附著力、固體的表面張力和固體的表面能。本儀器廣泛用于石油、化工、醫(yī)藥、造紙、染料及各種新材料的研究與制造。應(yīng)用微控制技術(shù)，將捕捉到的圖像傳輸至計算機進(jìn)行存儲、分析和打印，速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作簡單。

  由于固體表面的凹凸不平，有時需要測量動態(tài)接觸角來分析接觸角的滯后現(xiàn)象。水滴角測量儀可以通過不斷增加或減少液滴的數(shù)量來測量行進(jìn)角度。在固體表面滴一滴液體，固-液-氣三相界面處于平衡狀態(tài)后，對平衡體系進(jìn)行拍照，并通過軟件提供的接觸角測量方法測量接觸角。在測試過程中，還可以定期拍攝平衡過程的照片或視頻，然后分析系統(tǒng)變化過程。

  光學(xué)接觸角測量儀能用于測量固體的表面自由能嗎？能，而且測量固體的表面自由能是光學(xué)接觸角測量儀的一大主要測量功能。通過測量一種或多種不同屬性的液體在固體表面上的接觸角，就能從獲得的接觸角值以及所采用液體的已知屬性值，借助合適的理論模型計算出固體表面的表面自由能。

  由于固體表面的表面自由能不能夠通過實驗方法直接進(jìn)行測量，所以通過接觸角測量的間接方法是目前可用來測量/估算固體表面自由能的少數(shù)方法之一。這一方法不但可以得到固體表面自由能的總值，還可以得到對應(yīng)于分子間不同性質(zhì)相互作用力的各自貢獻(xiàn)（組分），如非極性相互作用的組分值和極性相互作用的組分值，這樣可以進(jìn)一步了解固體表面的屬性，尤其是表面經(jīng)過處理后，如通過等離子體處理后，表面極性相互作用的組分值往往會升高。