光学接触角测量仪是一种常用于表面润湿性研究的仪器,通过测量液体滴在固体表面上的接触角来定量描述表面润湿性能。下面将详细介绍其原理、特点以及应用。
一、原理
光学接触角测量仪的测量原理基于Young方程,其公式为cosθ = (γs - γl)/γl,其中θ为接触角,γs为固体表面自由能,γl为液体表面张力。通过高分辨率相机捕捉液滴在固体表面的图像,然后利用软件分析这些图像,计算出液滴的接触角。具体来说,当液滴被放置在固体表面上时,由于表面张力的作用,液滴会形成一个特定的形状。通过拍摄液滴的侧面图像,可以观察到液滴与固体表面之间的夹角,即接触角。这个接触角反映了液体对固体的润湿程度。
二、特点
液滴观测角的调正技术,随时可以观测液滴的形态。
进样系统的微调功能可以精确调整进样器的位置,确保测量的准确性。
智能化的进样系统,样品更换更加简单,避免了样品间相互交叉污染的危险。
创新的光学结构设计,即使很大的样品也可以轻松地在标准样品台上测量。
新型的照明系统采用可控亮度的LED冷光源,消除所有杂散光的干扰,提供强的光能量,同时具有极低的热辐射。
创新的软件设计支持用户在任何时间都可以运行事先设定好的程序或模块,提高了测量效率。
个性化的样品台和不同的加热/制冷工作台,可以满足不同条件的特殊样品的要求。
三、应用
光学接触角测量仪在多个领域都有广泛的应用,包括但不限于:
材料科学研究:通过测量不同材料表面的接触角,可以了解材料的润湿性、附着力、亲水性和疏水性等性能,为材料的选择和改性提供依据。
工业生产:在硅片、硬盘原板等产品的生产过程中,需要对清洗后的表面亲水性能进行检查,以确保产品质量。光学接触角测量仪可以提供精确、可靠的测量结果。
涂层与表面处理:通过测量涂层或处理后的表面的接触角,可以评估涂层的润湿性和附着力等性能,为涂层的优化和选择提供依据。
环境科学:在环境污染监测中,可以利用光学接触角测量仪研究污染物对材料表面的影响,为环境污染治理提供科学依据。
综上所述,光学接触角测量仪是一种功能强大、应用广泛的仪器,在材料科学研究、工业生产、涂层与表面处理以及环境科学等领域都发挥着重要作用。