接觸角測試儀測試接觸角的目的是什么

更新時間：2025-03-20

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接觸角測量儀，主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性，該儀器能測量各種液體對各種材料的接觸角。該儀器對石油、印染、醫藥、噴涂、選礦等行業的科研生產有非常重要的作用；通過測量接觸角計算表面張力、利用接觸角來判斷材料親疏水性,以便確認物體表面的處理效果或者清洗效果；

科研型接觸角測量儀行業應用：

測量液體在各種材料表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為，測量靜態接觸角、測量分析固體的表面能、液體的界面和表面張力、測量前進后退角等。

接觸角測量儀學術研究應用：

粘合與涂層過程中粘附力與穩定性研究，塑料、玻璃、陶瓷、紙材、木料或金屬的潤濕性測試，表面潔凈度測試等等；

接觸角測量儀工藝評估應用：

評價表面處理的效果，晶片和微電子產品的品質監控。

1. 接觸角相關定義

靜態接觸角：當液體在固體表面達到平衡時，氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角，此時為靜態接觸角。

動態接觸角：一般是對于疏水材料而言。如果測量時，液滴的三相界面前沿正處于移動狀態，那么這樣測量得到的接觸角值稱為動態接觸角。

前進/后退角：若表面是粗糙的或不均勻的，向液滴加入一點液體只會使液滴變高，周界不動，從而使接觸角變大，此時的接觸角稱為前進接觸角，簡稱前進角，用θA表示。若加入足夠多的液體，液滴的周界會突然向前蠕動，此突然運動剛要發生時的角度稱為最大前進角。若從液滴中取出少量液體，液滴在周界不移動的情況下變得更平坦。接觸角變小，此時的接觸角稱為后退接觸角，簡稱后退角，用θR表示。當抽走足夠多液體，流溢周界前沿會突然收縮。此突然收縮剛要發生時的角度稱為最小后退角。前進角往往大于后退角，兩者的差值稱為滯后角（Δθ=θA-θR），Δθ與液體在固體上的附著力相關，表征液滴在固體表面滾動的難易程度。接觸角的滯后使液滴能穩定在斜面上，這一事實證明，接觸角滯后的原因是由于液滴的前沿存在著能壘。

滾動角：滾動角用來描述液滴在固體表面的狀態。當一滴水放置在固體傾斜表面而達到一種滾動前的臨界狀態時，固體表面傾斜的角度就是滾動角（α）。另一種表述為：固-液界面擴展后測量的接觸角前進角和回縮后的測量值后退角存在差別，前進角往往大于后退角，兩者的差值叫做滾動角，滾動角的大小也代表了一個固體表面的接觸角滯后現象。觀察到的靜態接觸角可能位于由前移和后移接觸角所限定范圍θA＞θ＞θR內的任意位置。滾動角與滯后角息息相關，但是不全相等。

表面張力：由于液相和氣相的密度差異，液體的表面層中的分子，受到了一個指向液相內部并垂直于界面的引力，使得液體表面就如張緊的彈性薄膜，在這張薄膜上存在著收縮張力，使液體表面有收縮到最小的趨勢。單位長度上的收縮張力稱為表面張力。

界面張力：高速離心法測試適用于原油類樣品，可以測試出超低界面張力。

表面自由能：表面能也叫表面自由能，液體表面能可以直接通過儀器設備測得，而固體表面能和固-液界面能只能通過其他方法間接計算獲得。