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(xiàn),此切線(xiàn)在液體一方的與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ,接觸角測量是現今表面性能檢測的主要方法。
高溫高真空型接觸角測量?jì)x是采用光學(xué)成像的原理,通過(guò)圖像輪廓分析方式測量高溫狀態(tài)下樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、表面能等性能,設備通常用于檢測金屬材料表面性能,設備性?xún)r(jià)比高、加熱穩定、真空度高、功能全面、可滿(mǎn)足各種金屬材料科研需要。
二?應用
1、冶金行業(yè):分析熔液(melt)如鋼液、鋁液、銅液高溫條件下的表面張 力值;在基于分析接觸角及表面張力的基礎上,控制合理潤濕范圍,查找有效的去除 冶煉過(guò)程中爐垢的辦法
2、焊接行業(yè):分析焊料與焊接體的接觸角值以及焊料熔液的表面張力,從 而有效地提升焊接強度
3、合金行業(yè):分析材料組份的表面張力值,提高合金材料間的互相結合程度
4、制陶及玻璃行業(yè):分析加熱過(guò)程中的燒結、軟化、熔化到液 化全過(guò)程的輪廓變化進(jìn)行監測,分析陶瓷或玻璃的表面張力值
5、瓷釉:釉面表面潤濕性分析,提升釉面的表面強度
6、煤炭及電力行業(yè):分析煤炭的表面張力值,控制合理的潤 濕性,有效去除爐垢
7、其他高溫要求的測試:分析熔液的表面張力值以及熔液與固體材料之間的 接觸角值,分析不同溫度或隨時(shí)間變化的表面張力和接觸角值。
三.設備原理
如上圖、接觸角測量?jì)x主要由光源、高溫系統、真空系統、采集系統、冷卻系統、分析軟件六大部分組成,設備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設計,發(fā)光均勻,圖像清晰銳利,壽命長(cháng);
高溫系統標配采用尖高溫爐(可定制高溫爐),30編程高溫加熱設施加熱穩定,密封性強,受熱均勻;
真空系統采用真空分子泵,極限真空度高,抽真空穩定,配備真空計量程廣;
采集系統采用黑白CCD相機,拍攝穩定,圖像清晰,真實(shí)可靠,采用工業(yè)級超遠焦距變倍變焦鏡頭,0.7-4.5倍放大可調,成像無(wú)畸形失真;
冷卻系統采用雙循環(huán)水冷裝置,工作時(shí)間長(cháng),溫度可調,能更好的達到降溫效果避免監控部分過(guò)熱帶來(lái)的隱患;
分析軟件功能強大,具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力,滿(mǎn)足各種液滴形態(tài)的準確擬合;
接觸角測量?jì)x主要由光源、注射單元、樣品臺、采集系統、分析軟件五大部分組成,設備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設計,發(fā)光均勻,圖像清洗,壽命長(cháng);
注射單元采用高精度注射泵進(jìn)液,由軟件定量定速控制,滴液穩定,精度高達0.01微升;
樣品臺采用三維手動(dòng)精調平臺,操作靈活,定位準確,樣品臺可根據實(shí)際樣品尺寸定制;
采集系統采用黑白CCD相機,拍攝穩定,圖像清晰,真實(shí)可靠,鏡頭采用工業(yè)級配置,0.7-4.5倍放大可調,成像無(wú)畸形失真;
分析軟件功能強大,具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力,滿(mǎn)足各種液滴形態(tài)的擬合;
接觸角測量?jì)x應用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,在手機制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、領(lǐng)域,接觸角測量已經(jīng)成為了一項評估表面性能的重要儀器。
1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為,座滴法測量靜態(tài)接觸角;
2. 材料在固體表面的前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后、滾動(dòng)角、動(dòng)態(tài)接觸角測量;
3. 吸收材料的連續實(shí)時(shí)研究及過(guò)程記錄,接觸角隨時(shí)間變化曲線(xiàn)分析;
4. 各種特殊材料的接觸角測量,如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品;
5. 附著(zhù)滴法測試材料浸沒(méi)在液體中的接觸角測試;
6. 懸滴法測量各種液體表界面張力及其極性、色散分量;
7. 計算固體表面自由能(Surface free energy),及其極性色散分量分析;
8. 分析液體在固體表面的粘附功(Adhersion),評估固體表面均勻性、清潔度等。
技術(shù)參數
接觸角主機 | |
外形尺寸 | 800mm(長(cháng))*190mm(寬)* 640mm(高) |
重量 | 21KG |
電源 | 220V / 60HZ |
光源系統 | |
光源 | 密集LED可調節藍色基調工業(yè)級冷光源 |
壽命 | 使用壽命達貳萬(wàn)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0.01μL |
注射單元移動(dòng) | 上下50mm; 左右50mm |
采集系統 | |
CCD | 高速工業(yè)級芯片、25幀/S、130W像素 |
鏡頭 | 0.7-4.5倍高清工業(yè)級連續變倍式顯微鏡 |
采集系統調節 | 前后50mm(3mm微調)、視角角度可調(平視、俯視、仰視、360°旋轉等多視角觀(guān)察) |
樣品臺裝置 | |
工作臺面尺寸 | 160mm*200mm |
樣品尺寸 | 6寸 |
樣品臺移動(dòng) | 前后移動(dòng) 手動(dòng),行程60mm,精度0.1mm 左右移動(dòng) 手動(dòng),行程35mm,精度0.1mm 上下移動(dòng) 手動(dòng),行程80mm,精度0.1mm |
分析軟件 | |
接觸角測量范圍 | 0-180° |
接觸角測量精度 | ±0.1° |
表界面張力測量范圍 | 0-2000mN/m |
表界面張力測量精度 | 0.01 mN/m |
分析軟件功能 | 1、接觸角測量分析軟件自動(dòng)擬合法(一鍵自動(dòng)擬合, 不存在人工誤差)包括:圓法擬合(Circle method)、橢圓/斜 橢圓擬合法(Ellipse/Oblique ellipse)、LY、微分橢圓法/微 分圓法(Differential circle / Differential ellipse); 2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤濕性能測試 (Wettability)、視頻連續擬合計算(Video analysis);
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