表面張力的測(cè)試方法, 接觸角測(cè)量粗糙度和潤(rùn)濕性

什么是表面張力？

表面張力的測(cè)試方法, 接觸角測(cè)量粗糙度和潤(rùn)濕性

液體分子之間的內(nèi)聚力負(fù)責(zé)稱(chēng)為表面張力的現(xiàn)象。表面上的分子在所有面上都沒(méi)有相似的相鄰原子，因此它們?cè)诒砻嫔吓c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(gè)表面“膜”，這使得在物體被*浸沒(méi)時(shí)移動(dòng)物體比移動(dòng)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(gè)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(wú)機(jī)物表面的能量在100mN/m以上，稱(chēng)為高能表面；塑料等有機(jī)物表面的能量較低，稱(chēng)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(wú)機(jī)物表面的能量在100mN/m以上，稱(chēng)為高能表面；塑料等有機(jī)物表面的能量較低，稱(chēng)為低能表面。

表面張力和界面張力是什么？如何測(cè)量？

表面張力是如何測(cè)量的？

平衡表面張力可以用力或光學(xué)張力計(jì)測(cè)量。

力量測(cè)定法

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

在這些實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)探頭掛在天平上，并與測(cè)試的液體界面接觸。當(dāng)探針與液體表面相互作用時(shí)，平衡所經(jīng)歷的力可以用來(lái)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(rùn)濕）。這是通過(guò)使用高能表面的探針來(lái)實(shí)現(xiàn)的。注意®探針由鉑/銥合金制成，確保*潤(rùn)濕和容易和可靠的清潔。力測(cè)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(cè)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(guò)程中是重要的參數(shù)，其中潤(rùn)濕和粘附行為。潤(rùn)濕性可以通過(guò)測(cè)量基底與給定液體的接觸角來(lái)研究。

界面張力，形成潤(rùn)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(cè)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(cè)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(rùn)濕性之間的關(guān)系：

增加表面粗糙度會(huì)增強(qiáng)由表面的化學(xué)引起的潤(rùn)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(shí)，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(cè)量是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。基礎(chǔ)型接觸角測(cè)量?jī)x是采用光學(xué)成像的原理，通過(guò)圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表面能等性能，設(shè)備性?xún)r(jià)比*、功能全面、可滿(mǎn)足常規(guī)樣品表面潤(rùn)濕性能測(cè)量。

基礎(chǔ)型接觸角測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量固體、液體和氣體三相之間的接觸角。通過(guò)測(cè)量接觸角，計(jì)算、測(cè)定液體對(duì)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(cè)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(duì)平衡體系進(jìn)行拍照，通過(guò)軟件提供的接觸角測(cè)量方法對(duì)接觸角進(jìn)行測(cè)量。也可以在測(cè)試過(guò)程中對(duì)平衡過(guò)程進(jìn)行定時(shí)拍照或錄像，然后對(duì)體系變化過(guò)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(shí)候需要測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角，以分析接觸角的滯后現(xiàn)象，本儀器可以通過(guò)連續(xù)增加液滴量測(cè)量前進(jìn)角或連續(xù)減少液滴量測(cè)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(shí)間。USB供電，不需單獨(dú)電源。信噪比>52dB，曝光時(shí)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(zhǎng)：165mm
3、載物臺(tái)移動(dòng)特性：
移動(dòng)方式：手動(dòng)，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(shí)拍照功能，定時(shí)時(shí)間任意可調(diào)。
? 切線法測(cè)量方式，直接顯示接觸角值，精度0.1°。
? 弦高法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 橢圓擬合法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 量角法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。
? 測(cè)量范圍：0～180°
? 幀頻 ：25幀/秒
? 圖形任意旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)，圖形確定可立即自動(dòng)計(jì)算角度并顯示。
? 完整的測(cè)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(duì)顧客的服務(wù)承諾。也是我公司對(duì)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(shí)，均已辦理保險(xiǎn)。因運(yùn)輸過(guò)程中引起產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)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(guò)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(gòu)貨日起一年內(nèi)，在保修期內(nèi)，無(wú)償更換由于原材料缺陷及制造工藝等問(wèn)題所發(fā)生損壞的相應(yīng)部件；

3. 高度重視用戶(hù)對(duì)我公司產(chǎn)品質(zhì)量反饋的意見(jiàn)，無(wú)論來(lái)人、來(lái)電、來(lái)函、在24小時(shí)內(nèi)作出處理意見(jiàn)。并立即通知用戶(hù)。

4. 我公司銷(xiāo)售給各客戶(hù)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(gòu)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(jiàn)，檢查設(shè)備運(yùn)行情況，確保設(shè)備正常運(yùn)行；