固體表面自由能測試方法

更新時間：2021-01-06

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概述（Summary）

接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，接觸角測量是現今表面性能檢測的主要方法。

是采用光學成像的原理，設備采用圖像輪廓分析方式測量樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、前進后退角、表面能等性能，設備采用全自動進液裝置，性價比高、拓展性強、功能全面、可滿足各種常規測量需求，目前已經使用在眾多高校院所及企業。

應用（Application）

接觸角測量儀廣泛應用于各個行業領域，在手機制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學化工、半導體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領域，接觸角測量已經成為了一項評估表面性能的儀器。

（部分測試功能需要選購附件完成）

1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為，座滴法測量靜態接觸角；

2. 材料在固體表面的前進角、后退角、接觸角滯后、滾動角、動態接觸角測量；

3. 吸收材料的連續實時研究及過程記錄，接觸角隨時間變化曲線分析；

4. 各種材料的接觸角測量，如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品；

5. 附著滴法測試材料浸沒在液體中的接觸角測試；

6. 懸滴法測量各種液體表界面張力及其極性、色散分量；

7. 計算固體表面自由能（Surface free energy），及其極性色散分量分析；

分析體在固體表面的粘附功（Adhersion），評估固體表面均勻性、清潔度等。

如上圖、接觸角測量儀主要由光源、注射單元、樣品臺、采集系統、分析軟件五大部分組成，設備采用光學成像的原理。

光源采用密集LED冷光設計，發光均勻，圖像清洗，壽命長；

注射單元采用高精度注射泵進液，由軟件定量定速控制，滴液穩定，精度高達0.01微升；

樣品臺采用三維手動精調平臺，操作靈活，定位準確，樣品臺可根據實際樣品尺寸定制；

采集系統采用黑白CCD相機，拍攝穩定，圖像清晰，真實可靠，鏡頭采用工業級配置，0.7-4.5倍放大可調，成像無畸形失真；

分析軟件功能強大，具備一鍵式全自動擬合能力，滿足各種液滴形態的準確擬合;

技術參數：

主機
外形尺寸	690mm（長）380mm(寬) 680mm(高)
重量	43KG
電源	220V / 60HZ
光源系統
光源	密集LED可調節藍色基調工業級冷光源
壽命	使用壽命達貳萬伍仟小時以上
注射單元
注射器	配套高精密石英注射器、容量500μL
滴液	軟件控制自動進液，精度高達0.01μL
注射單元移動	軟件自動升降行程60mm; 左右30mm
采集系統
CCD	高速工業級芯片、25幀/S、130W像素
鏡頭	0.7-4.5倍高清工業級連續變倍式顯微鏡
采集系統調節	前后50mm（3mm微調）、視角角度可調（平視、俯視、仰視、360°旋轉等多視角觀察）
樣品臺裝置
工作臺面尺寸	120mm*150mm（可根據實際樣品尺寸定制）
樣品尺寸	6寸
樣品臺移動	前后移動自動，行程200mm，精度0.01mm 左右移動自動，行程200mm，精度0.01mm 上下移動手動，行程30mm，精度0.01mm
分析軟件
接觸角測量范圍	0-180°
接觸角測量精度	±0.1°
表界面張力測量范圍	0-2000mN/m
表界面張力測量精度	0.01 mN/m
分析軟件功能	1、接觸角測量分析軟件自動擬合法（一鍵自動擬合，不存在人工誤差）包括：圓法擬合（Circle method）、橢圓/斜橢圓擬合法（Ellipse/Oblique ellipse）、LY、微分橢圓法/微分圓法（Differential circle / Differential ellipse）； 2、動態接觸角擬合（批量擬合多張圖像）包括：潤濕性能測試（Wettability）、視頻連續擬合計算（Video analysis）； 3、表面能計算（Surface energy） 4、表界面張力測量（Surface tension） 5、前進后退角測量（Advancing and receding angle） 6、粘附功（Adhesion work） 7、自動樣品批量測量方案設置功能（支持樣品的測試方案設定及調取自動測試方案） 8、樣品方案設定：可根據實際樣品尺寸規格在軟件中設置測量方案，后續如有同款產品可直接調取已存儲方案直接開展測試 9、一鍵式多點測量（可多次循環）：自動進樣→自動接液→軟件自動完成測量→自動換下一個點位 10、可針對不同樣品設置測量方案并可保存，方便下次再次測量同一類樣品時直接調取測量