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接触角测量仪或水滴角测量仪的应用包括哪些?

2018-10-12 12:28:57
接触角测量仪或水滴角测量仪的应用包括:
1、仿生材料的接触角或水接触角测量:主要用于评估固体材料的超疏水性,如仿荷叶效应、水稻叶等。
2、材料表面清洁度分析,如评估液晶屏、OLED、晶圆(wafer)、硅片、半导体、PCB等材料的水接触角值或水滴角值测量。

3、材料表面改性,如将亲水材料改成疏水材料或改材料为超亲水材料。

接触角测量仪或水滴角测量仪的应用包括哪些?

长期以来,接触角或水滴角或水接触角的测量均是借用数码量角器的仪器进行分析的。最早的历史可至1943年Zisman教授团队的显微量角法开始,直至20世纪80年代发现了计算机的圆拟合、椭圆拟合、曲线拟合(切线法)等可以量测角度以后,数码量角器法一直被用户所使用至今。但是,由于技术的进步以及科技的发展,量角器法的局限性显得越来越跟不上形势。至20世纪90年代,以A.W.Neumann教授团队为主的专家提出拟合Young-Laplace方程拟合法可以采用影像原理分析液体的表面张力值以及液液的界面张力值,进而通过分析过程可以发现,在分析中同时可以分析得到相应的接触角值。因而,出现了相应的采用Young-Laplace方程的商业化的接触角测量仪或水滴角测量仪。至此,接触角测量仪或水滴角测量仪从此从量角器法真正进入界面化学分析的阶段。
一系列顶视法的接触角测量图谱中可以很明确的看出:

1、从材料本身来讲,很难找到表面不存在粗糙度、化学多样性或异构性的样品。而正是由于这些因素的影响,很难出现接触角液滴从顶视时呈现正圆的图像。

接触角测量仪或水滴角测量仪的应用包括哪些?

2、3D接触角测量是表征材料物理化学性质的最好方法。而3D接触角的最基本的要求是能够分析接触角值的左、右区别。
3、通过阿莎算法(ADSA-RealDrop)对于左、右角度值的评估,可以判断材料本身的接触角滞后现象或3D接触角现象。
4、样品台或样品上表面的倾斜情况同样会影响液滴左、右角度值的变化。因而,从硬件要求来讲,样品台面独立调整水平的要求度会非常高,而不能够仅仅通过简单的四脚调整水平功能实现样品台面的调整,这个是完全不讲科学的做法。

5、顶视法(ADSA-D)的应用局限性在于无法准确采用哪个位置的直径或相关参数估算出边界条件中的体积值,因而,常规的平均体积法原则或最小二乘后体积估算原则在分析ADSA-D算法的接触角值时存在一定的缺陷。ADSA-D是理想条件下的接触角分析。与常规的Young-Laplace方程拟合法(轴对称或ADSA-P)一样,无法作为现代先进接触角算法来对待。

接触角测量仪或水滴角测量仪的应用包括哪些?

6、从目前为止来讲,镜头俯视以样品台面的倾斜均会明显影响接触角分析结果6-9%甚至更高。而二维条件的玻璃校准板无法准确检测出3D状态下的接触角测量仪器的准确性,同时,大部分接触角测量仪即使采用了3D红宝石球工具校准仪器,但由于缺少如上4所提及的样品台面以及镜头各自独立的微分头控制二维水平调整结构,因而,这些仪器是根本无法校准。只能是加工成什么精度就是什么精度,且这个精度无从考评,无法保证其他什么。  【接触角测量仪】影像分析法接触角测量仪的系统构成
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