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材料接觸角測試儀

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北京品智創思精密儀器有限公司

北京

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產品介紹

. 前言

眾所周知,納米材料科學與工程已經成為性的研究熱點,在研究納米材料的表面改性時,往往要涉及潤濕接觸角這個概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴,固體表面上的固-液-氣三相交界點處,其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時所成的角。

. 儀器介紹

本公司儀器采用現代化工藝制造,儀器采用先進的專用CMOS數字攝像機,配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統,搭配三維樣品臺,可進行工作臺上下、左右、前后等方向移動。實現微量進樣及上下、左右精密移動。同時還設計了伸縮桿結構工作臺,能適應在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據式樣的大小適量調節,擴大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能,測量多次后的結果可以同時保存在同一報告下,能讓用戶更好的對材料數據進行管控。該儀器設計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需。適用于各種行業測定接觸角的用戶。

. 接觸角的計算方法

對于理想的平面固體表面,當液滴在表面達平衡后。只有一個符合Young方程的接觸角。但實際固體表面是非理想的,因而會出現滯后現象,致使接觸角的測量往往很難重復。但經過精心制備和處理的表面,有可能得到較重復的數據,特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑、干凈的理想表面,但具體的工藝因樣品而異,這里不作更多的介紹。這里主要介紹一些常用的接觸角測定方法,它們都是針對氣固體系的接觸角而設計的。但其中有些方法,只需略加修改,亦適用于液固體系接觸角的測定。測定接觸角有多種方法,可根據直接測定物理量分為四類:⑴靜滴法(角度測量法)、⑵高度、長度測量法⑶力測法⑷透過測量法。前三種適用于連續的平滑固體表面,后一種方法可用于粉末固體表面接觸角的測定。

(一)量角法

液滴角度測量法是測量接觸角的*常用的方法之一,如圖3a,b)所示。該方法是將固體表面上的液滴,或將浸入液體中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上,然后直接測量切線與相界面的夾角,直接測量接觸角的大小。

如果液體蒸氣在固體表面發生吸附,影響固體的表面自由能,則應把樣品放入帶有觀察窗的密封箱中,待體系達平衡后再進行測定。此法的優點是:樣品用量少,儀器簡單,測量方便。準確度一般在土1o左右。

(二)量高法

如果液滴很小,重力作用引起液滴的變形可以忽略不計,這時的躺滴可認為是球形的一部分,如圖4所示。接觸角可通過高度的測量按下式計算:

式中h是液滴高度,d是滴底的直徑。若液滴體積小于10-4mL,此方法可用。若接觸角小于90o,則液滴稍大亦可應用。

(三)儀器測量方法

1.接觸角多元化分析方式:全自動擬合法,半自動擬合法,手動水平測量,手動斜面測量;

2.多元化軟件計算方法:圓環擬合法(40度以下);橢圓擬合法(40-120)Young-Lapalacer擬合法(120度以上)

3.的表面自由能計算:Fowks法,OWRK法,ZismanPlot法,EOS法(軟件中預裝部分液體數據庫,可擴展);

4.一鍵式軟件測量操作:按空格鍵--打開攝像頭;1--的控制滴液;2--高精度的進行全自動測量;

5.不規則產品測量拓展:凹凸面測量,曲面測量,滾動角測量前進角后退角測量,高溫接觸角測量;

6.高速拍照方式:單張/連續/錄像;錄像任意電影單張導出;錄像視頻可自動快速測量;

7.細致化數據庫管理:導出Excel表格數據 word圖片數據;圖片文字顯而易見。

. 接觸角測量方法

1.座滴法(sessile drop);

2.懸滴法(pendant drop);

3.薄膜法(lamella method);

4.擄泡法(Captive bubble method);

5.包覆纖維法(wetted fiber);

6.纖維座滴法(sessle fiber drop);

7.附著滴法(captive bubble);

. 表面張力的測定

利用懸滴法研究表(界)面張力的想法在19世紀末就提出來了,但一個有實用價值的研究是1937Andreas等的工作,他們比較了用過的五種方法的優劣,提出用選面法確定懸滴外形參數的方法。Andreas令:

式中dc是懸滴外形的直徑,ds是與懸滴底部頂點的垂直距離等于dc處的直徑,如圖6所示,β和b分別是BashforthAdams方程中的形狀因子和大小因子。

第四章技術指標

. 儀器精度參數

(一)接觸角測量范圍:0-1800.

(二)接觸角測量精度:±10.

(三)表界面張力測量范圍:0-1000mN/m;測量精度:0.01 mN/m。

(四)高精度自動滴液系統:高精密工業微量注液泵;滴液精度:0.01ul;*小滴液量:0.08ul。

(五)接觸角高精密儀器校準片:接觸角圓形角度校準標準片3°、5°、860°、90°、120°;橢圓形角度校準標準片115°。

. 主機部件

(一)主機外形尺寸:790mm(長)*310mm()* 580mm();

(二)主機凈重:28kg;

(三)工作臺面尺寸:150mm*120mm

(四)工作臺移動:上下50mm; 左右50mm; 前后30mm;

(五)樣品臺尺寸:12寸;

(六)進樣器移動:上下100mm;左右100mm.;

(七)顯微鏡移動:前后80mm(微調3mm);

(八)顯微鏡:高清遠心變倍變焦顯微鏡;

(九)光學系統:高速工業級芯片;25/60/150/300/秒;

(十)鏡頭角度可調試:仰視;平視;俯視;

(十一)光源:LED藍色工業級冷光源;

(十二)為了保證圖像的清晰度,不得采用USB2.0接口;

(十三)電源及功率:220V/ 60HZ300W

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