Что такое измеритель угла контакта?

Что такое измеритель угла контакта?

Измеритель угла контакта — это устройство, которое оценивает угол контакта капли жидкости на твердой поверхности.

В оценке смачиваемости угол контакта — это угол между твердой поверхностью и каплей, и используется как числовое значение для выражения смачиваемости материала. Смачиваемость — это числовое выражение совместимости контакта между твердой поверхностью и жидкостью.

В нашей повседневной жизни, например, поверхность водонепроницаемого плаща или зонтика хорошо отталкивает воду. Наоборот, в процессе покраски важно, чтобы краска растекалась, не отталкиваясь от окрашиваемой поверхности, чтобы процесс покраски был эффективным.

Кроме того, некоторые продукты разработаны для облегчения удаления грязи с внешних стен зданий, делая поверхность краски более легкой для стекания дождевой воды после ее высыхания.

Применение измерителя угла контакта

Измеритель угла контакта используется для измерения водоотталкивающих свойств, водостойкости и, наоборот, гидрофильности различных промышленных продуктов. Когда жидкость отскакивает от твердой поверхности, это называется низкой смачиваемостью, а когда жидкость легко растекается по твердой поверхности, это называется высокой смачиваемостью.

Когда смачиваемость низкая, угол контакта большой, а когда смачиваемость низкая, угол контакта маленький.

1. Оценка очистки угла контакта

В случаях, когда чистота оказывает значительное влияние на характеристики и качество продукта, угол контакта можно использовать для оценки чистоты относительно простым и недорогим способом. В частности, он используется при производстве кремниевых пластин, полупроводников, стеклянных подложек, электронных компонентов, жидкокристаллического стекла и т. д.

2. Оценка смачиваемости угла контакта

В покраске важна адгезия между краской и окрашиваемым материалом. Контактный угол используется для оценки адгезии краски. Чернила, краски и процессы нанесения подлежат оценке.

Он также используется в строительных наружных красках в качестве индикатора для оценки устойчивости зданий к пятнам, и когда смачиваемость хорошая, пятна смываются дождем.

3. Оценка гидрофобности контактного угла

Для продуктов, требующих водостойкости, контактный угол используется для оценки того, насколько хорошо продукт может отталкивать воду. Примерами являются водоотталкивающие средства, воски, водонепроницаемые покрытия и дождевики.

4. Оценка контактного угла адгезии

В герметизирующих материалах для склеивания и заполнения зазоров мы оцениваем их совместимость с основным материалом. Это выполняется как оценка герметизации, адгезии, герметизируемости и процесса нанесения.

5. Оценка контактного угла чистоты загрязнения

Угол контакта измеряется для оценки чистоты в чистых помещениях.

6. Оценка модификации поверхности угла контакта

Угол контакта используется для оценки процесса модификации поверхности с помощью UVO3, плазмы, коронного разряда и т. д.

Принцип измерителя угла контакта

Измеритель угла контакта фактически капает жидкость на поверхность целевого субстрата, фотографирует каплю с помощью камеры сбоку и определяет угол контакта по форме капли. Это относительно примитивный метод, при котором определение угла контакта напрямую проверяется и оценивается по изображению.

Если смачиваемость образца, подлежащего оценке, высока, капля на субстрате будет разрушаться и растекаться, что приведет к небольшому углу контакта. С другой стороны, если смачиваемость низкая, капли на субстрате сохраняют сферическую форму, и угол контакта увеличивается.

Смачиваемость связана с поверхностным натяжением жидкости, поверхностным натяжением твердого тела и межфазным натяжением между жидкостью и твердым телом.

γs = γlcosθ + γsl

γs: поверхностное натяжение твердого тела, γl: поверхностное натяжение жидкости, γsl: межфазное натяжение между твердым телом и жидкостью, θ: угол контакта

Структура измерителя угла контакта

Измеритель угла контакта состоит из дозатора для создания капель, источника света и ПЗС-камеры для наблюдения за интерфейсом, а также предметного столика для установки подложки. Кроме того, для измерения динамического угла контакта, описанного ниже, прикреплен скользящий блок для наклона всего устройства и предметного столика образца.

Другая информация об измерителе угла контакта

1. Типы углов контакта

Существует два типа контактных углов: статический контактный угол и динамический контактный угол. Когда капля падает на водоотталкивающий материал, форма капли, такая как высота и радиус контакта, медленно меняется и не является стабильной. Контактный угол через одну или несколько секунд после осаждения капли обычно считается «статическим контактным углом».

После того, как капля осаждена на поверхность оцениваемого материала, капля начинает скользить по поверхности по мере наклона материала. Угол в момент, когда капля начинает скользить, называется углом скольжения или падения. Контактный угол в направлении падения капли называется прямым контактным углом, а противоположный — обратным контактным углом, оба из которых называются динамическим контактным углом.

2. Метод измерения угла контакта

Измеритель угла контакта считывает угол контакта с формы жидкости, фактически капающей на поверхность образца, и существует несколько методов измерения.

Метод капли
Метод капли является основным методом оценки статического угла контакта. Капля жидкости распределяется по тестовой поверхности, и изображение формы капли получается прямо рядом с поверхностью для расчета угла контакта капли.

Метод расширения-сокращения
В методе расширения и сжатия изображение захватывается, пока жидкость многократно распределяется и всасывается. Прямые и обратные углы контакта получаются как динамические углы контакта.

Метод скольжения и падения
В методе скольжения и падения жидкость сначала капает на горизонтальную твердую поверхность образца, а затем столик образца наклоняют, чтобы получить угол скольжения и падения и динамический угол контакта.