光學(xué)接觸角測量?jì)x可以記錄液滴圖像并且自動(dòng)分析液滴的形狀.液滴形狀是液體表面張力、重力和不同液體樣品的密度差和濕度差及環(huán)境介質(zhì)的函數。
在固體表面上,液滴形狀和接觸角也依賴(lài)于固體的特性(例如表面自由能和形貌)。使用液滴輪廓擬合方法對獲得的圖像進(jìn)行分析,測定接觸角和表面張力.使用幾種已知表面張力的液體進(jìn)行接觸角測試可以計算得到材料的表面自由能.
一影像分析法接觸角測試儀原理
影像分析法是通過(guò)滴出一滴滿(mǎn)足要求體積的液體于固體表面,通過(guò)影像分析技術(shù),測量或計算出液體與固體表面的接觸角值的簡(jiǎn)易方法.作為影像分析法的儀器,其基本組成部分不外乎光源、樣品臺、鏡頭、圖像采集系統、進(jìn)樣系統.簡(jiǎn)單的一個(gè)影像分析法可以不含圖像采購系統,而通過(guò)鏡頭里的十字形校正線(xiàn)去直接相切于鏡頭里觀(guān)察到的接觸角得到。
計算接觸角的方法通?;谝惶囟ǖ臄祵W(xué)模型,如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過(guò)測量特定的參數如寬/高或通過(guò)直接擬合來(lái)計算得出接觸角值.Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系,可用來(lái)準確地描述一軸對稱(chēng)的液滴的外形輪廓,從而計算出其接觸角.
儀器基本組成:光源、樣品臺、鏡頭、圖像采集系統、進(jìn)樣系統.
二插板法接觸角測試儀原理
固體板插入液體時(shí),只有板面與液體的夾角恰好為接觸角時(shí)液面才直平伸至三相交界處,不出現彎曲.否則,液面將出現彎曲現象.因此,改變板的插入角度直至液面三相交界處附近無(wú)彎曲,這時(shí),板面與液面的夾角即為接觸角.
三力測量法(Tensiometry)接觸角測試儀
這種方法有時(shí)也被稱(chēng)為Wilhelmy板法測接觸角,具體原理如下:將一個(gè)固體樣品板浸入測試液體中,由于液體的表面張力以及固體的表面自由能的作用,稱(chēng)重傳感器會(huì )感測到一個(gè)向下拉的力F(Wetting force)
四透過(guò)測量法接觸角測試儀
主要用于測量粉體接觸角等的接觸角測試儀.這種接觸角測試儀的基本原理是:在裝有粉末的管中固體粒子間的間隙相當于一束毛細管.毛細作用使可潤濕固體粉末表面的液體透入粉體柱中.由于毛細作用取決于液體的表面張力和對固體的接觸角,故測定已知表面張力液體在粉末柱中的透過(guò)性可以提供液體對粉末的接觸角的知識。