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TECHNICAL ARTICLES滾動(dòng)角測(cè)試儀
接觸角測(cè)試儀分析如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角
楊氏方程式僅適用于具有光滑,惰性,均勻和無孔表面的理想固體。然而,表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性通常存在于實(shí)際表面上,因此,接觸角的準(zhǔn)確確定是具有挑戰(zhàn)性的,因?yàn)楸砻姘纪箍赡軙?huì)導(dǎo)致接觸角滯后。靜態(tài)接觸角通常被定義為各個(gè)接觸角測(cè)量的平均值。然而,由于真實(shí)表面的不規(guī)則性,這可能會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。動(dòng)態(tài)接觸角是可能的接觸角范圍的極值,并且當(dāng)三相邊界運(yùn)動(dòng)時(shí)它們發(fā)生。動(dòng)態(tài)接觸角提供有關(guān)表面形貌和均勻性的信息。
如何測(cè)量靜態(tài),動(dòng)態(tài)接觸角?
將固體表面連接到平衡鉤上并浸入測(cè)試液體中以計(jì)算前進(jìn)的接觸角。然后將固體從測(cè)試液體提起,并且可以計(jì)算后退角度。
有兩種測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法,圓法和橢圓法。動(dòng)態(tài)接觸角可以通過使用分配器擴(kuò)大(前進(jìn)接觸角)和減小(后退接觸角)液滴尺寸或通過傾斜樣品臺(tái)來測(cè)量,使得樣品和位于其頂部的液滴傾斜。
傾斜支架也可用于測(cè)量表面的滾降角度。滾降角是指液滴從表面滾下的固體表面的傾斜角度。滾降角度主要用于表征超疏水表面。
各種材料是研究流體行為的科學(xué)領(lǐng)域(液體和氣體)接觸角行為。流體顯著不同在微型設(shè)備中由于表面與體積的增加比。因素如表面張力和流體阻力開始統(tǒng)治制度。接觸角的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在生物研究以及診斷方面,盡管應(yīng)用也可以在能源和電子領(lǐng)域找到部門。接觸角是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域正處于研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入的階段產(chǎn)品。相比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣相色譜,這些芯片較小尺寸并且需要較低的液體體積,導(dǎo)致更少的浪費(fèi),更低的試劑成本和更少的診斷所需的樣品。更快的分析和響應(yīng)時(shí)間也可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散距離和快速加熱和冷卻。幾個(gè)不同功能,如樣品預(yù)處理,分離和檢測(cè)可以集成在同一個(gè)芯片上。由于表面與體積的比例高,表面起著關(guān)鍵的作用本質(zhì)上是疏水性的底物。接觸角度利用測(cè)量來研究有效性和穩(wěn)定性的測(cè)試。接觸角測(cè)量也是用作質(zhì)量控制工具,例如評(píng)價(jià)質(zhì)量微流控芯片上的功能涂層。
實(shí)現(xiàn)了不同的靜態(tài)接觸角通過等離子體處理和表面涂層。呈現(xiàn)結(jié)果可以得出結(jié)論,支柱具有顯著的效果在填充時(shí)間較高的接觸角值。然而當(dāng)靜態(tài)接觸角低時(shí),效果不明顯。一些金屬(例如鋁或鎂)涂覆有鈍化氧化物層并且在粘合劑接觸之前需要激活處理。作為假體材料的鈦也經(jīng)過預(yù)處理,以提高生物相容性,這是由于生物材料(例如膠原)的增加的粘附力。各種處理方法影響表面自由能或粗糙度的增加,由此潤(rùn)濕性和粘附性都得到改善。
我們的測(cè)量?jī)x器可以根據(jù)與多種液體的接觸角來測(cè)量表面自由能。這樣做時(shí),表面自由能的極性和色散部分都被確定。結(jié)合測(cè)量涂層物質(zhì)的表面張力,這可以確定粘附力的工作作為粘附的量度。通過分別測(cè)量相鄰相,可以使涂層物質(zhì)的組成與預(yù)處理過程匹配。
當(dāng)潤(rùn)濕過程中的接觸角(前進(jìn)角)與脫濕時(shí)的接觸角(后退角)比較時(shí),可以看到粗糙度對(duì)潤(rùn)濕性的影響。
如果要回答靜態(tài)接觸角和動(dòng)態(tài)接觸角的區(qū)別問題,可以從概念上去進(jìn)行分析。靜態(tài)接觸角:當(dāng)液體在固體表面達(dá)到平衡時(shí),氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角,此時(shí)為靜態(tài)接觸角;而動(dòng)態(tài)接觸角,有多種狀態(tài)定義:其一,對(duì)于讓處于非平衡狀態(tài)的液滴在固體表面上自由鋪展,動(dòng)態(tài)接觸角又分為前進(jìn)角和后退角,這里可以適當(dāng)附上前進(jìn)后退角的概念,測(cè)試前進(jìn)后退角是針對(duì)于疏水材料,親水材料測(cè)試無意義。其二,液體在固體表面接觸角隨時(shí)間變化而變化的過程,也是動(dòng)態(tài)接觸角。以上可以看出,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角區(qū)別分別是在液滴平衡和非平衡狀態(tài)下去做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
是一款功能全面、性能測(cè)量?jī)x器。它不僅可以準(zhǔn)確可靠地完成接觸角、表面自由能和界面張力測(cè)量等常見的測(cè)量任務(wù),而且在高速動(dòng)態(tài)、多功能測(cè)量方面顯示出其明顯的優(yōu)勢(shì),可以完成從極短界面壽命起的動(dòng)態(tài)表界面張力測(cè)量、視頻Washburn法粉末/多孔材料的動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量和全自動(dòng)臨界膠束濃度測(cè)量等任務(wù)
恒溫接觸角測(cè)量?jī)x
1、固定焦距式機(jī)械結(jié)構(gòu),結(jié)合精密調(diào)整架,可以更方便更準(zhǔn)確的找得焦距并捕獲清晰的圖像。
2、整體式滾動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì),樣品與鏡頭一起旋轉(zhuǎn),更有利于樣品觀測(cè)過程中的中心點(diǎn)保持,沒有整機(jī)擺動(dòng)的費(fèi)力,也沒有僅僅部分部件旋轉(zhuǎn)的控制不方便,為您更準(zhǔn)確地分析滾動(dòng)角帶來可能。同時(shí),通過簡(jiǎn)單的更換,也可讓鏡頭不轉(zhuǎn)動(dòng)而樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
3、遮光片設(shè)計(jì),背景光更清晰,成像效果更好。
4、可更換進(jìn)樣系統(tǒng)設(shè)計(jì),可夾持我們專進(jìn)樣器,也可夾持測(cè)試疏水材料的細(xì)針管、聚四氟乙烯頭針管或者測(cè)試中高粘度樣品的針管。
5、多達(dá)4處水平調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì):在整機(jī)水平和鏡頭水平調(diào)整的基礎(chǔ)上,我們提供了樣品臺(tái)的高精度二維水平調(diào)整功能,保證了平整度較差的樣品的水平線找得。
6、軟硬件結(jié)合的雙重水平調(diào)整系統(tǒng),為您更好的找得水平線提供可能。
機(jī)械水平結(jié)構(gòu)結(jié)合可調(diào)亮度LED冷光源系統(tǒng)和CAST?2.0軟件系統(tǒng),為您更好的找得水平線提供了強(qiáng)有力的保證。同時(shí),測(cè)控滾動(dòng)角、前進(jìn)/后退角也更為方便。
成像系統(tǒng)
1、可調(diào)亮度LED冷光源技術(shù),為您取得更清晰的液滴輪廓提供可能,同時(shí)也有效地避免了額外熱度所導(dǎo)致的小液滴揮發(fā)。
2、采用87幀/秒相機(jī)(標(biāo)準(zhǔn)WVGA格式),以捕捉更高質(zhì)量的圖片。(可選購(gòu)130M、300M、500M分辨率相機(jī))
3、高放大率、高景深工業(yè)連續(xù)放大鏡頭,光學(xué)放大倍率為0.35-4.5X。
4、采用USB2.0標(biāo)準(zhǔn)接口,速度更快,兼容性更高,可以連接筆記本電腦和新型設(shè)計(jì)的臺(tái)式機(jī),沒有了打開電腦機(jī)箱插卡的不方便、不兼容等煩心。
5、具有AOI技術(shù)的高速相機(jī),速度可達(dá)100幀/秒-300幀/秒、1000幀/秒(可選),甚至更高。
6、選購(gòu)GigE相機(jī),傳輸速度更快、更穩(wěn)定。
技術(shù)參數(shù)
接觸角測(cè)量?jī)x主機(jī) | |
外形尺寸 | 690mm(長(zhǎng))*380mm(寬)* 680mm(高) |
重量 | 43KG |
電源 | 220V / 60HZ |
光源系統(tǒng) | |
光源 | 密集LED可調(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源 |
壽命 | 使用壽命達(dá)貳萬伍仟小時(shí)以上 |
注射單元 | |
注射器 | 配套高精密石英注射器、容量500μL |
滴液 | 軟件控制自動(dòng)進(jìn)液,精度高達(dá)0.01μL |
注射單元移動(dòng) | 軟件自動(dòng)升降行程60mm; 左右30mm |
采集系統(tǒng) | |
CCD | 高速工業(yè)級(jí)芯片、25幀/S、130W像素 |
鏡頭 | 0.7-4.5倍高清工業(yè)級(jí)連續(xù)變倍式顯微鏡 |
采集系統(tǒng)調(diào)節(jié) | 前后50mm(3mm微調(diào))、視角角度可調(diào)(平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)等多視角觀察) |
樣品臺(tái)裝置 | |
工作臺(tái)面尺寸 | 120mm*150mm(可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制) |
樣品尺寸 | 6寸 |
樣品臺(tái)移動(dòng) | 前后移動(dòng) 自動(dòng),行程200mm,精度0.01mm |
分析軟件 | |
接觸角測(cè)量范圍 | 0-180° |
接觸角測(cè)量精度 | ±0.1° |
表界面張力測(cè)量范圍 | 0-2000mN/m |
表界面張力測(cè)量精度 | 0.01 mN/m |
分析軟件功能 | 1、接觸角測(cè)量分析軟件自動(dòng)擬合法(一鍵自動(dòng)擬合, 不存在人工誤差)包括:圓法擬合、橢圓/斜橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微分圓法 2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤(rùn)濕性能測(cè)試、視頻連續(xù)擬合計(jì)算 3、表面能計(jì)算 4、表界面張力測(cè)量 5、前進(jìn)后退角測(cè)量 6、粘附功 7、自動(dòng)樣品批量測(cè)量方案設(shè)置功能(支持樣品的測(cè)試方案設(shè)定及調(diào)取自動(dòng)測(cè)試方案) 8、 樣品方案設(shè)定:可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸規(guī)格在軟件中設(shè)置測(cè)量方案,后續(xù)如有同款產(chǎn)品可直接調(diào)取已存儲(chǔ)方案直接開展測(cè)試 9、一鍵式多點(diǎn)測(cè)量(可多次循環(huán)):自動(dòng)進(jìn)樣→自動(dòng)接液→軟件自動(dòng)完成測(cè)量→自動(dòng)換下一個(gè)點(diǎn)位 10、可針對(duì)不同樣品設(shè)置測(cè)量方案并可保存,方便下次再次測(cè)量同一類樣品時(shí)直接調(diào)取測(cè)量
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