表面張力的測試方法, 接觸角測量粗糙度和潤濕性

什么是表面張力？

表面張力的測試方法, 接觸角測量粗糙度和潤濕性

液體分子之間的內(nèi)聚力負(fù)責(zé)稱為表面張力的現(xiàn)象。表面上的分子在所有面上都沒有相似的相鄰原子，因此它們在表面上與它們直接關(guān)聯(lián)的分子更強(qiáng)烈地結(jié)合在一起。這就形成了一個表面“膜”，這使得在物體被*浸沒時移動物體比移動物體更困難。同樣的情況也適用于不混合在一起的兩種液體的界面。在這種情況下，使用界面張力。表面和界面張力有幾個不同的單元。

界面張力，也叫液體的表面張力，就是液體與空氣間的界面張力。在數(shù)值上與比界面能相等。固體表面與空氣的界面之間的界面張力，就是固體表面的自由能。固體表面不同的材質(zhì)，其表面自由能不同，金屬和一般無機(jī)物表面的能量在100mN/m以上，稱為高能表面；塑料等有機(jī)物表面的能量較低，稱為低能表面。界面張力，也叫液體的表面張力，就是液體與空氣間的界面張力。在數(shù)值上與比界面能相等。液體與另一種不相混溶的液體接觸，其界面產(chǎn)生的力叫液相與液相間的界面張力。液體與固體表面接觸，其界面產(chǎn)生的力叫液相與固相間的界面張力。液體的表面張力，就是液體表面的自由能。固體表面與空氣的界面之間的界面張力，就是固體表面的自由能。固體表面不同的材質(zhì)，其表面自由能不同，金屬和一般無機(jī)物表面的能量在100mN/m以上，稱為高能表面；塑料等有機(jī)物表面的能量較低，稱為低能表面。

表面張力和界面張力是什么？如何測量？

表面張力是如何測量的？

平衡表面張力可以用力或光學(xué)張力計(jì)測量。

力量測定法

由張力計(jì)進(jìn)行的表面張力和界面張力的測量是基于探針與兩種流體界面的相互作用的力測量。可以通過確保在開始實(shí)驗(yàn)之前將探針的大部分浸沒在光相位中，像表面張力測量一樣執(zhí)行界面張力測量。

在這些實(shí)驗(yàn)中，一個探頭掛在天平上，并與測試的液體界面接觸。當(dāng)探針與液體表面相互作用時，平衡所經(jīng)歷的力可以用來計(jì)算表面張力。在這種情況下存在的力取決于以下因素：探針的尺寸和形狀、液/固相互作用的接觸角和液體的表面張力。探針的尺寸和形狀易于控制。接觸角控制為零（*潤濕）。這是通過使用高能表面的探針來實(shí)現(xiàn)的。注意®探針由鉑/銥合金制成，確保*潤濕和容易和可靠的清潔。力測量的數(shù)學(xué)解釋取決于所用探針的形狀。

表面張力和界面張力——如何選擇測量方法

接觸角與表面粗糙度

表面的化學(xué)和地形特性在許多不同的應(yīng)用和過程中是重要的參數(shù)，其中潤濕和粘附行為。潤濕性可以通過測量基底與給定液體的接觸角來研究。

界面張力，形成潤濕的平衡接觸角，

該圖顯示了理想和真實(shí)表面上的液滴。在理想表面上，應(yīng)用楊氏方程，并且測量的接觸角等于年輕接觸角（上圖）。在實(shí)際表面上，實(shí)際接觸角是與液體-蒸汽界面的切線和固體（下部圖像）的實(shí)際局部表面之間的夾角。然而，測量的（表觀）接觸角是宏觀上觀察到的液-氣界面的切線和代表表觀固體表面的線之間的夾角。實(shí)際和明顯的接觸角值可以基本上彼此偏離。為了計(jì)算固體的實(shí)際表面自由能，應(yīng)該使用實(shí)際的接觸角。

粗糙度和潤濕性之間的關(guān)系：

增加表面粗糙度會增強(qiáng)由表面的化學(xué)引起的潤濕性。例如，如果表面是化學(xué)疏水性的，當(dāng)添加表面粗糙度時，它將變得更疏水。

接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點(diǎn)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(xiàn)今表面性能檢測的主要方法。基礎(chǔ)型接觸角測量儀是采用光學(xué)成像的原理，通過圖像輪廓分析方式測量樣品表面接觸角、潤濕性能、表面能等性能，設(shè)備性價比*、功能全面、可滿足常規(guī)樣品表面潤濕性能測量。

基礎(chǔ)型接觸角測量儀，用于測量固體、液體和氣體三相之間的接觸角。通過測量接觸角，計(jì)算、測定液體對固體的附著力，固體表面張力及固體表面能等指標(biāo)。該儀器用于石油、化工、造紙、染料及各種新材料研究制造領(lǐng)域。應(yīng)用微控技術(shù)將攝入的圖象轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行保存、分析、打印。速度快捷，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作方便。
測試方法：
1、靜滴法。
在固體表面滴一滴液體，待固-液-氣三相界面平衡后對平衡體系進(jìn)行拍照，通過軟件提供的接觸角測量方法對接觸角進(jìn)行測量。也可以在測試過程中對平衡過程進(jìn)行定時拍照或錄像，然后對體系變化過程進(jìn)行分析。
2、增減液滴法。
由于固體表面的不均勻性的存在，有時候需要測量動態(tài)接觸角，以分析接觸角的滯后現(xiàn)象，本儀器可以通過連續(xù)增加液滴量測量前進(jìn)角或連續(xù)減少液滴量測量后退角。
硬件特性：
1、視頻采集：采用工業(yè)相機(jī)，圖大分辨率1280*960像素，高精度、高清晰度、低噪聲。USB2.0輸出，計(jì)算機(jī)控制增益、亮度、曝光時間。USB供電，不需單獨(dú)電源。信噪比>52dB，曝光時間17uS~2.3S。
2、鏡頭特性：
變焦顯微鏡頭。
變倍比：0.7～4.5X
放大倍數(shù)：30～130倍
拍攝距離：95mm
筒長：165mm
3、載物臺移動特性：
移動方式：手動，平滑光學(xué)部件
X方向（橫向）：80mm，精度0.1mm
Y方向（縱向）：30mm，精度0.1mm
Z方向（上下）：50mm
4、鏡頭調(diào)節(jié)支架特性：
采用F型鏡頭支架
調(diào)節(jié)范圍：60mm
6、單色半導(dǎo)體照明光源，亮度連續(xù)可調(diào)。
7、外形尺寸：600x310x450 mm
軟件特性：
? 小窗口預(yù)覽，大窗口拍照和分析。
? 視頻錄制與分析功能
? 單張拍照功能。
? 連續(xù)定時拍照功能，定時時間任意可調(diào)。
? 切線法測量方式，直接顯示接觸角值，精度0.1°。
? 弦高法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 橢圓擬合法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 量角法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 測量范圍：0～180°
? 幀頻 ：25幀/秒
? 圖形任意旋轉(zhuǎn)與移動，圖形確定可立即自動計(jì)算角度并顯示。
? 完整的測試結(jié)果與圖像整體保存功能。
? 表面能計(jì)算方法：Fowkes方法、Owens方法、Wu S.J方法、LW-AB方法、ZHU方法。

售后服務(wù)：

以下是我公司對顧客的服務(wù)承諾。也是我公司對售后服務(wù)的基本要求。

1.品智創(chuàng)思在交付合同中定的產(chǎn)品在辦理運(yùn)輸時，均已辦理保險(xiǎn)。因運(yùn)輸過程中引起產(chǎn)品質(zhì)量問題的應(yīng)由本公司負(fù)責(zé)維修或調(diào)換，費(fèi)用由本公司承擔(dān)；但需方必須配合供方取得運(yùn)輸過程中儀器損壞的證明文件，以便供方向保險(xiǎn)公司進(jìn)索賠事宜。

2. 產(chǎn)品免費(fèi)保修期為購貨日起一年內(nèi)，在保修期內(nèi)，無償更換由于原材料缺陷及制造工藝等問題所發(fā)生損壞的相應(yīng)部件；

3. 高度重視用戶對我公司產(chǎn)品質(zhì)量反饋的意見，無論來人、來電、來函、在24小時內(nèi)作出處理意見。并立即通知用戶。

4. 我公司銷售給各客戶的產(chǎn)品均實(shí)行供應(yīng)維修所需要的零備件；

5. 我公司在儀器售出一次性免費(fèi)培訓(xùn)購方操作人員，使受訓(xùn)人員了解設(shè)備的工作原理、操作規(guī)程、以及維護(hù)、保養(yǎng)方法；

6. 我公司建立了顧客檔案，以便定期進(jìn)行服務(wù)跟蹤和質(zhì)量跟蹤；

7. 公司將定期派出反饋員到顧客單位征求意見，檢查設(shè)備運(yùn)行情況，確保設(shè)備正常運(yùn)行；