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接触角测量仪结果需要基于Young-Laplace方程

发布时间:2021-08-20      点击次数:329
  接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状。液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。在固体表面上,液滴形状和接触角也依赖于固体的特性(例如表面自由能和形貌)。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析,测定接触角和表面张力。使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能。
  作为光学方法,光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降低,高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和准确的液体拟合方法确保了图片质量。
  通常接触角的测量基于 Young 方程 , 必须满足条件 :
  (1) 固体表面是刚性的、均匀的、光滑的。
  (2) 固体表面是惰性的 , 没有膨胀和化学反应。
  接触角是客观存在的 , 可采用多种方法进行测量 , 大致可分为三类 : 量角法、测高法和测重法。
  接触角测量仪是通过滴出一滴满足要求体积的液体于固体表面,通过影像分析技术,测量或计算出液体与固体表面的接触角值的简易方法。作为影像分析法的仪器,其基本组成部分不外乎光源、样品台、镜头、图像采集系统、进样系统。简单的一个影像分析法可以不含图像采购系统,而通过镜头里的十字形校正线去直接相切于镜头里观察到的接触角得到。
  计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型,如液滴可被视为球或圆椎的一部分,然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值。Young-Laplace方程描述了一封闭界面的内、外压力差与界面的曲率和界面张力的关系,可用来准确地描述一轴对称的液滴的外形轮廓,从而计算出其接触角。
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