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材料研究接触角测量仪

更新时间:2021-01-07点击次数:1407

一接触角定仪:
接触角(Contact angle)是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ,接触角测量是现今表面性能检测的主要方法。


科研级接触角测量仪是采用光学成像的原理,通过图像轮廓分析方式测量样品表面接触角、润湿性能、表界面张力、表面能、滚动(滑落角)、前进后退角及滞后性等性能,设备采用全自动进液装置及自动整体倾斜装置,功能全面、性价比高、可满足各种常规测量需求,目前已经使用在众多高校院所及企业。
二•应用(Application)
接触角测量仪应用于各个行业领域,在手机制造、玻璃制造、表面处理、材料研究、化学化工、半导体制造、涂料油墨、电子电路、纺织纤维、生物等领域,接触角测量已经成为了一项评估表面性能的仪器。
(部分测试功能需要选购附件完成)
1. 液体在固体表面的铺展、渗透、吸收等润湿行为,座滴法测量静态接触角;
2. 材料在固体表面的前进角、后退角、接触角滞后、滚动角、动态接触角测量;
3. 吸收材料的连续实时研究及过程记录,接触角随时间变化曲线分析;
4. 各种材料的接触角测量,如粉末、弯曲曲面、超疏水/超亲水样品;
5. 附着滴法测试材料浸没在液体中的接触角测试;
6. 悬滴法测量各种液体表界面张力及其极性、色散分量;
7. 计算固体表面自由能(Surface free energy),及其极性色散分量分析;
8. 分析液体在固体表面的粘附功(Adhersion),评估固体表面均匀性、清洁度等。

三、仪器原理:
如上图、接触角测量仪主要由光源、注射单元、样品台、采集系统、分析软件五大部分组成,设备采用光学成像的原理。
光源采用密集LED冷光设计,发光均匀,图像清洗,寿命长;
注射单元采用高精度注射泵进液,由软件定量定速控制,滴液稳定,精度高达0.01微升;
样品台采用三维手动精调平台,操作灵活,定位准确,样品台可根据实际样品尺寸定制;
采集系统采用黑白CCD相机,拍摄稳定,图像清晰,真实可靠,镜头采用工业级配置,0.7-4.5倍放大可调,成像无畸形失真;
分析软件功能大,具备一键式全自动拟合能力,满足各种液滴形态的准确拟合;

 四、仪器规格:

科研级接触角测量仪主机

外形尺寸

800mm(长)*190mm(宽)* 640mm(高)

重量

21KG

电源

220V / 60HZ

光源系统

光源

密集LED可调节蓝色基调工业级冷光源

寿命

使用寿命达贰万伍仟小时以上

注射单元

注射器

配套高精密石英注射器、容量500μL

滴液

软件控制自动进液,精度高达0.01μL

注射单元移动

上下50mm;  左右50mm

采集系统

CCD

高速工业级芯片、25帧/S、130W像素

镜头

0.7-4.5倍高清工业级连续变倍式显微镜

采集系统调节

前后50mm(3mm微调)、视角角度可调(平视、俯视、仰视、360°旋转等多视角观察)

样品台装置

工作台面尺寸

160mm*200mm

大样品尺寸

6

样品台移动

前后移动 手动,行程60mm,精度0.1mm

左右移动 手动,行程35mm,精度0.1mm

上下移动 手动,行程80mm,精度0.1mm

分析软件

接触角测量范围

0-180°

接触角测量精度

±0.1°

表界面张力测量范围

0-2000mN/m

表界面张力测量精度

0.01 mN/m

分析软件功能

1、接触角测量分析软件自动拟合法(一键自动拟合,

   不存在人工误差)包括:圆法拟合、椭圆/斜

   椭圆拟合法、LY、微分椭圆法/微    

   分圆法

2动态接触角拟合(批量拟合多张图像)包括:润湿性能测试

  、视频连续拟合计算;

  1. 表面能量计算(Surface energy);
  2. 表界面张力测量(Surface tension);
  3. 前进后退角测量(Forward and backward angle);
  4. 粘附功(Adhesion work);

 

 

晶圆接触角测量仪应用

1、液体在固体表面的接触角和润湿性:包括静态接触角,动态接触角(前进/后退接触角),接触角滞后性等;

2、液滴在固体表面的起始滑动角(或滚动角),滑动速度;(扩张功能)

3、液体在固体表面的铺展、渗透/吸收等润湿行为;

4、固体表面自由能,及其各种分子相互作用力(如极性/非极性)的贡献;

5、液体在固体表面的粘结力(adhesion)、滞留力(retention)等;

6、固体表面在经过清洗、处理后的结果(效果)评估:如洁净度(cleanliness),均匀性(homogeneity),和表面能改变幅度等;

7、液/流-体系的表面/界面张力:包括静、动态表/界面张力的测量;

8、表/界面张力以及表面活性成分含量的现场、在线、实时监测;

9、表面活性物质(如表面活性剂)临界胶团溶度(CMC)的测量:包括全自动CMC测量,全自动有关配方的筛选和优化;

10、表面活性物质在界面的吸附、排列、取向、松弛等现象的研究;

11、液体界面的粘弹性和稳定性:如乳状液/泡沫等体系的稳定性研究等等各种与液/流/固-体系相关的界面现象和过程的测量和分析等。

12、全自动检测整体解决方案,可搭配至流水线上使用,提高检测效率;

 

二·设备原理解析(Principle analysis

我司设备采用CCD数字摄像机,配倍高分辨率变焦式显微镜和高亮度LED背景光源系统,搭配三维样品台,可进行工作台上下、前后等方向移动。实现微量进样及上下、左右精密移动。同时还设计了伸缩杆结构工作台,能适应在不同用户材料厚度加大的场合。仪器框架可以根据式样的大小适量调节,扩大了仪器的使用范围。软件搭配修正功能,测试多次后的结果可以同时保存在同一报告下,能让用户更好的对材料数据进行管控。该仪器设计美观大方、操作简单、符合用户所需

三·技术规格(Specifications

(一)晶圆接触角测量仪触角测量仪主机:

(1)主机使用高强度航空铝合金结构搭配模块化设计理念,集成芯片电路控制,保证仪器以状态运行;

(2)成像部分使用高性能工业机芯及无失真远心镜头确保的成像效果。

(3)工业级可调LED单波长冷光源系统,成像更清晰

(4)自动位移平台,实现Y、Z自动定位测量,定点地位更准确,测量效率更高

规格

  1. 主机外形尺寸:1200mm(长)*600mm(宽)* 670mm(高) 
  2. 主机净重:55KG
  3. 工作台面尺寸:420mm*420mm
  4. 工作台移动:

 前后移动 自动,行程160mm,精度0.01mm
        上下移动 手动,行程20mm,精度0.01mm

  1. 进样器移动:自动上下60mm(自动);  左右30mm
  2. 工业镜头移动:前后30mm(微调3mm)
  3. 工业镜头:0.7X *-4.5X高清远心连续变倍变焦显微镜
  4. CCD:SONY*高速工业级芯片;60帧/S
  5. 镜头角度可调试:仰视、平视、俯视多视角观察
  6. 光源:LED可调节蓝色基调工业级冷光源;使用寿命达贰万伍仟小时以上
  7. 电源及功率:220V / 60HZ

 

(二)分析软件:

 

 

 

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