接触角测量仪在超疏水表面涂层应用

三、水滴角测量仪的特性与应用
金属材料应用：很多场合金属材料需要疏水效果，金属本身是亲水的，对金属进行改性后的效果，需要用到接触角测量仪进行评估。而一些水下作用用的金属材料，为了防锈，耐用，进行表面改性后接触角高达158度，通过接触角的测试，完美的阐述疏水材料的实际应用过程。

仿生材料，纤维纺织应用：荷叶的疏水效果非常好，业界都在模仿荷叶的表面结构制造各种疏水材料，象冲锋衣，潜水服，泳衣这些纤维纺织品都在进行表面改性，从而达到人们所需要的目的。

透明性的超疏水表面由于在眼镜，汽车玻璃，窗户等涂层上的重要应用而引起了人们的关注。当考虑到粗糙度的因素时，疏水性和透明性是两个互为竞争的性质，因为表面粗糙度的增加可以增强表面的疏水性，但由于光散射损失而降低其透明性，一般来说，透明性薄膜的表面粗糙度较小，而表面的疏水性会随着表面粗糙度的减小而下降，因此，为了得到即透明又疏水的薄膜，就要对表面的粗糙度进行有效的控制。

构建合适的粗糙表面是满足这两种性能的重要在因素。如前所述，利用等离子体处理，升华，相分离，化学气相沉积等方法构建粗糙表面。通过调整表面粗糙度及表面化学修饰，都可以得到透明的超疏水表面。

减反射性是另一个非常重要光学性能，在眼镜以及覆盖太阳能电池的玻璃等表面具有重要的作用。尽管减反射薄膜已经被广泛地开发出来，但是具有超疏水性的减反射膜却很少有人关注。

超疏水性表面有着广泛的用途，如将其涂覆于微流体管道的内壁可以降低微量液体通过时的阴力并减少损失，将超疏水表面涂层用于卫星接收的天线上，可以避免因天线上的积雪而造成通讯质量变差或中断。用于水中运输工具或水下核潜艇上。可以减少水的阴力，提高行驶速度。

用于微量注射器针尖上，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染。总之，超疏水性表面因其广泛的应用前景而备受关注。近年来已经成为界面材料研究中的一大热点，并已逐渐发展了多种有效的制备方法。但是在超疏水表面的研究领域还存在着一些技术难题，如超疏水表面的经济实用性，耐摩擦性，牢固性，随着科研人员的共同努力，加上与接触角测量仪的配套使用，相信能够开发出更多性能特点的超疏水表面。

主要用于测量液体对固体的接触角，即液体对固体的浸润性，可以测量各种液体对各种材料的接触角。应用于玻璃、液晶屏、触控屏、晶圆、PCB板，以及涂层、镀膜类材料等。

水滴角测量仪是通常是指采用探针液体(已知表面张力值或表面张力值分量)测试该液滴在固体表面形成的液滴轮廓，并通过界面化学的分析算法Young-Laplace方程及其分量值进行分析，测试分析得到相应的该液体在固体材料的表面的接触角值。而水滴角测量仪采用的探针液体通常为蒸馏水，利用蒸馏水的表面张力灵敏度高的特性以及高稳定性，评估固体材料的性质，测试用分析算法同样是以界面化学的分析算法Young-Laplace方程拟合算法为主。

接触角测量仪，根据产品大小，测试平台也需大小来配置。因为平台增大，对摄像头要求较高，所以成本上也会增加。加液方式有自动加液和手动加液，一般会选用手动加液，自动加液需要配置两个马达，程序上可以设定加液量。所以自动加液的加液量是比较稳定，测试出来的结果肯定信赖度较高。

水滴角测量仪的操作与注意事项

接触角测量仪工具按钮各项功能：
激活：活动图像：激活视频显示区；

冻结：冻结图像：冻结视频显示区图像，冻结图像并同时保存“jpg”图象，图象名称为“yymmnn-hhnn.jpg”(如：2003年9月16日9时22分保存的图象名称为“030916-0922.jpg”)。冻结后可以直接进行接触角的测量与计算；打印：打印试验报告；保存：保存图象，图像格式“dmp”，默认的图象名称为“yymmnn-hhnn”(如：2014年4月10日9时22分保存的图象名称为“030916-0922”)。可以更改默认的图象名称；打开：可调用历史图象，默认调用冻结的“jpg”图像，可通过点击文件类型选择“bmp”，从而调用“bmp”图像；快照：连续快照：连续拍摄，并自动保存图片。默认为(一张图片/秒)，可选择连续快照的时间间隔(有1秒，0.5秒，0.1秒三种)。再点“停止”结束连续拍摄；浏览：图像浏览：以缩略图的方式，浏览连续快照图像，用以选择图片并双击打开，从而进行测算；重置：使数据和测量尺恢复到初始状态；左移：测量尺向左移动；右移：测量尺向右移动；上移：测量尺向上移动；下移：测量尺向下移动；右旋：测量尺顺时针转动；左旋：测量尺逆时针转动；标距/微距：调节测量尺步距，有标距和微距两种方式；计算：计算接触角结果。分析方法须在试验前点取单选按钮进行选取，默认的是“手动”。如在测量时改变分析方法，请在点选后，再点“重置”按钮进行初始化，方可进行分析。

水滴角测量仪操作步骤
液滴法操作步骤：
调整水平，再把试样置于工作台上，用弹簧片压紧，利用微量进样器调整液滴的量，使在针头形成液滴，转动旋钮使工作台上移，让试样表面与液滴接触，再下移工作台，试样上即可留下液滴。点击后，即可按下述方法进行接触角的测量。测量的方法有三点法测量，只需要点三点就可以测量出角度，非常快捷。

静滴法操作步骤：
点击“视频设置与分析”菜单，勾选“手动”项。首先调整水平(水准泡居中)，上移工作台以工作台的上边缘线为基准，旋转摄像系统，使摄像窗口的上或下边与之平行。再把试样置于工作台上放平压紧，利用微量进样器调整液滴的量，使在针头形成液滴，转动旋钮使工作台上移，让试样表面与液滴接触，再下移工作台，试样上即可留下液滴。通过工作台和摄像系统的调节，使液滴显示清晰后，点击“冻结”按钮，(上述下划线部分，也可使用“快照”和“浏览”选取图片，双击后用以测量)即可按下述方法进行接触角的测量。

水滴角测量仪操作注意事项：
1.液滴尽量靠近试样的前端边缘，(可使液滴的下边缘清晰)；

2.液滴尽可能位于视窗的中心；

3.液滴边缘要清晰、规则；

4.将窗口界面按顺序调整好(即通过调整前后焦距和放大焦圈将窗口上端的黑圈尽量消除掉)；

5.液滴形态，液滴的上边缘如出现很宽的亮白边，这说明试样平台前后端倾斜不水平。

接触角测量仪实施时应注意以下两个问题：平衡时间和体系温度的恒定，当体系未达平衡时，接触角会变化，这时的接触角称为动态接触角，动态接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义(因粘度大，平衡时间长)。同时，对于温度变化较大的体系，由于表面张力的变化，接触角也会变化。

因此，若一已基平达平衡的体系，接触角的变化，可能与温度变化有关，简单判断影响因素的方法是，平衡时间的影响一般是单方向的，而温度的波动可能造成γ的升高或降低。除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞后和吸附作用。

接触角测量仪使用注意细节
1.接触角测量仪开箱后，将所配的计算机与主机连接，主机调整好水平，既水准泡的气泡处于中心位置；

2.接通电源，调整好光源亮度，开始试验；

3.屏幕矩形区域为图像显示区，显示区显示当前摄像机摄入的图像内容；

4.采样之前，要进行摄像系统水平调整：上下移动“升降平台”，使试样台的上边缘显示在视窗的底部。与试样台边缘线进行比对，如不在同一水平线可轻微转动“摄像系统”进行调整，使二者平行；

5.水平调整完毕后进入试验阶段。

在试验过程中，参照“主机结构图”：转动“摄像调节”可以调节镜头的放大倍率和视场的大小。通过摄像系统的前后移动，试样平台的上下、左右移动。可以使液滴处于嘴角好的显示状态；

6.此时可以进入测量阶段，有两种方式可选：

一是直接冻结图像，进入测量界面。

二是点击按钮，与此同时通过旋钮进一步调节液滴状态，调整结束再点击按钮结束连续快照。然后通过点击按钮，浏览以缩略图方式显示的连续快照图像，从中选择图片并双击打开，然后进行测算。

接触角测量仪在试验机这一行业是属于比较精密的实验设备，机械结构复杂、软件操作复杂、成本较高，当然价格也比较昂贵。所以对于用户来说相当的珍惜和宝贵。所以对于接触角测量仪的日常维护和保养是相当重要的，正确的方法可以延长设备的使用寿命。

如何选购接触角测量仪

结合我们的行业经验，我们认为接触角测量仪的选购通常概括而言可以从如下几个方面总体入手。您想完成什么测试目的？您的样品尺寸及形状是怎样的？您了解的接触角测试技术有哪些？这些技术您可能通过如下陈述基本有所掌握。

一、接触角测量仪整体分类：
现有的接触角测量仪主要分为如下3类：

1、量角仪：
本类仪器以的镜头十字形量角为基础。具体到接触角分析方法上，他们均会写明是量角仪。(具体请注意英文名称的差别)。

2、标准接触角测量仪：
本类仪器通常选用CCD+软件系统。从分析方法上，他们已经不再停留在量高量角这样的简单的接触角分析阶段，而采用简单的曲线分析的基础上。这类仪器现在国外采用得非常普遍。但是，会受到界面化学理论假设的影响。

3、高级接触角测量仪：
本类仪器有光学系统中力图取得高清的影像，避免受到背景噪度的影响。

二、光学成像系统与接触角测量仪选购
光学成像系统的好坏会直接影响到接触角软件分析。毕竟，计算机系统再先进，他与无法与人一样可以直接识别图像。因而，光学系统设计的先进性是所有的关键。

通常，我们采用放大一定倍率的镜头和CCD组成。而具体成像的效果只有看实际图片方可以清晰的了解到。但好的成像效果的标准可以为，图像背景清晰，不影响整体观察。前景有很好的成像，具体到实感，我们认为具有金属感时是。

三、接触角主机与接触角测量仪选购
接触角测量仪的主机主要体现在整体稳定性与操作简便性。这些会涉及到调焦的准确性，整体的稳定性，主机设计与软件设计的符合性等等。

但更为关键的是，主机的设计中还有一个更重要的因素，即可测试品的外形以及可测样品的体积(长、宽、高)。我们建议选购时一定要考虑到这个因素，否则有可以测试发现无法完成。

如何选购接触角测量仪.

四、水滴角测量仪选购注意事项
接触角测量仪的选购关键是看客户的应用。具体选购时我们建议客户考虑如下几个方面：

1、接触角测量仪选购概括
结合我们的行业经验，我们认为接触角测量仪的选购通常概括而言可以从如下几个方面总体入手。

一，您想完成什么测试目的?您的样品尺寸及形状是怎样的?

二，您了解的接触角测试技术有哪些?这些技术您可能通过如下陈述基本有所掌握。

三，您对供应商是否了解?

2、水滴角测量仪使用需求和精度要求
接触角测量仪的精度不能一概机而论，采用不同方法的接触角仪有不同的精度。正像前面描述的一样，不同方法的接触角测量仪均有其用途和精度，关键是视客户的具体应用需求而定。但总体而言，接触角测量仪的精度主要体现在有效像素数，接触角测量仪光学系统的设计合理性等各个方面。具体建议客户可以试测部分样品后再决定采购何种接触角测量仪。

同时，由于接触角测量仪的主机设计并非对所有样品都适合，所以，你一定要考虑到您的样品的本身。如：

(1)您的样品的尺寸大小，有时，大样品对于接触角测量仪的标准配备是不适合的。您一定要记得与您的供应商谈一下您的样品尺寸，包括大小，厚度等。如石油系统测试岩心的接触角值，您一定要与供应商沟通。通常的接触角测量仪的样品台是无法支持的。

(2)您的样品的外形。接触角测值通常受您的样品的外形有一定的影响。如您的样品是曲面是，通常需要校正曲面，如您的样品是一个杯形的内孔，那么您只能选购北京品智创思提供的专业技术。这个技术全世界没有一家公司掌握。同时结合曲线水平线技术，可以解决很多问题的。

3、从接触角测量仪组成开始谈接触角测量仪选购
首先，我们有必要描述一下影像分析法接触角测量仪的系统构成：

①、光学系统：标准选构件为CCD相机、显微镜头部分、视频捕捉卡。

(1)基于是否需要测试随时间变化而变化的接触角值，您考虑一下是否需要高速相机？通常，接触角测量仪的标准配备为25帧/秒的测试速度。根据是否动态接触角的应用要求，可以提高每秒捕获图片的数量，如100帧/秒。

通常而言，接触角测值的时间我们认为是滴出液滴后20秒，基本而言，此时接触角基本趋向稳定(接触角滞后原因或吸水原因)。但如果您的样品是吸水性很强的(如纸尿布)，那么我们强烈建议您采购高速相机。通常这些需要您与供应商一起讨论的。他们会因您的不同需求而为您推荐一款适合您的相机的。

(2)镜头：镜头部分通常均会符合要求的。您可以要求供应商提供每像素代表多少mm的放大倍率。这对于厂商而言，是很容易给出的。

(3)光源：这个非常关键。事实上，光源对于成像效果是非常有讲究的。

(4)视频捕捉设备：现在的接触角测量仪通常的配备均为视频捕捉卡，这个对电脑系统提出了一个相当高的要求。明显，必须插到电脑里才行的，所以，要求使用者会安装硬件。而我们认为，是采用USB或1394口的视频设备，毕竟，仅仅是增加成本的事情哦，但对于用户而言，岂止是方便所能概括的。