表面张力的测试方法, 接触角测量粗糙度和润湿性

什么是表面张力？

表面张力的测试方法, 接触角测量粗糙度和润湿性

液体分子之间的内聚力负责称为表面张力的现象。表面上的分子在所有面上都没有相似的相邻原子，因此它们在表面上与它们直接关联的分子更强烈地结合在一起。这就形成了一个表面“膜”，这使得在物体被*浸没时移动物体比移动物体更困难。同样的情况也适用于不混合在一起的两种液体的界面。在这种情况下，使用界面张力。表面和界面张力有几个不同的单元。

界面张力，也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力。在数值上与比界面能相等。固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面的自由能。固体表面不同的材质，其表面自由能不同，金属和一般无机物表面的能量在100mN/m以上，称为高能表面；塑料等有机物表面的能量较低，称为低能表面。界面张力，也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力。在数值上与比界面能相等。液体与另一种不相混溶的液体接触，其界面产生的力叫液相与液相间的界面张力。液体与固体表面接触，其界面产生的力叫液相与固相间的界面张力。液体的表面张力，就是液体表面的自由能。固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面的自由能。固体表面不同的材质，其表面自由能不同，金属和一般无机物表面的能量在100mN/m以上，称为高能表面；塑料等有机物表面的能量较低，称为低能表面。

表面张力和界面张力是什么？如何测量？

表面张力是如何测量的？

平衡表面张力可以用力或光学张力计测量。

力量测定法

由张力计进行的表面张力和界面张力的测量是基于探针与两种流体界面的相互作用的力测量。可以通过确保在开始实验之前将探针的大部分浸没在光相位中，像表面张力测量一样执行界面张力测量。

在这些实验中，一个探头挂在天平上，并与测试的液体界面接触。当探针与液体表面相互作用时，平衡所经历的力可以用来计算表面张力。在这种情况下存在的力取决于以下因素：探针的尺寸和形状、液/固相互作用的接触角和液体的表面张力。探针的尺寸和形状易于控制。接触角控制为零（*润湿）。这是通过使用高能表面的探针来实现的。注意®探针由铂/铱合金制成，确保*润湿和容易和可靠的清洁。力测量的数学解释取决于所用探针的形状。

表面张力和界面张力——如何选择测量方法

接触角与表面粗糙度

表面的化学和地形特性在许多不同的应用和过程中是重要的参数，其中润湿和粘附行为。润湿性可以通过测量基底与给定液体的接触角来研究。

界面张力，形成润湿的平衡接触角，

该图显示了理想和真实表面上的液滴。在理想表面上，应用杨氏方程，并且测量的接触角等于年轻接触角（上图）。在实际表面上，实际接触角是与液体-蒸汽界面的切线和固体（下部图像）的实际局部表面之间的夹角。然而，测量的（表观）接触角是宏观上观察到的液-气界面的切线和代表表观固体表面的线之间的夹角。实际和明显的接触角值可以基本上彼此偏离。为了计算固体的实际表面自由能，应该使用实际的接触角。

粗糙度和润湿性之间的关系：

增加表面粗糙度会增强由表面的化学引起的润湿性。例如，如果表面是化学疏水性的，当添加表面粗糙度时，它将变得更疏水。

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。基础型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、表面能等性能，设备性价比*、功能全面、可满足常规样品表面润湿性能测量。

基础型接触角测量仪，用于测量固体、液体和气体三相之间的接触角。通过测量接触角，计算、测定液体对固体的附着力，固体表面张力及固体表面能等指标。该仪器用于石油、化工、造纸、染料及各种新材料研究制造领域。应用微控技术将摄入的图象转入计算机内进行保存、分析、打印。速度快捷，数据准确，操作方便。
测试方法：
1、静滴法。
在固体表面滴一滴液体，待固-液-气三相界面平衡后对平衡体系进行拍照，通过软件提供的接触角测量方法对接触角进行测量。也可以在测试过程中对平衡过程进行定时拍照或录像，然后对体系变化过程进行分析。
2、增减液滴法。
由于固体表面的不均匀性的存在，有时候需要测量动态接触角，以分析接触角的滞后现象，本仪器可以通过连续增加液滴量测量前进角或连续减少液滴量测量后退角。
硬件特性：
1、视频采集：采用工业相机，图大分辨率1280*960像素，高精度、高清晰度、低噪声。USB2.0输出，计算机控制增益、亮度、曝光时间。USB供电，不需单独电源。信噪比>52dB，曝光时间17uS~2.3S。
2、镜头特性：
变焦显微镜头。
变倍比：0.7～4.5X
放大倍数：30～130倍
拍摄距离：95mm
筒长：165mm
3、载物台移动特性：
移动方式：手动，平滑光学部件
X方向（横向）：80mm，精度0.1mm
Y方向（纵向）：30mm，精度0.1mm
Z方向（上下）：50mm
4、镜头调节支架特性：
采用F型镜头支架
调节范围：60mm
6、单色半导体照明光源，亮度连续可调。
7、外形尺寸：600x310x450 mm
软件特性：
 小窗口预览，大窗口拍照和分析。
 视频录制与分析功能
 单张拍照功能。
 连续定时拍照功能，定时时间任意可调。
 切线法测量方式，直接显示接触角值，精度0.1°。
 弦高法测量方式，接触角值显示精度0.1°。
 椭圆拟合法测量方式，接触角值显示精度0.1°。
 量角法测量方式，接触角值显示精度0.1°。
 测量范围：0～180°
 帧频 ：25帧/秒
 图形任意旋转与移动，图形确定可立即自动计算角度并显示。
 完整的测试结果与图像整体保存功能。
 表面能计算方法：Fowkes方法、Owens方法、Wu S.J方法、LW-AB方法、ZHU方法。

售后服务：

以下是我公司对顾客的服务承诺。也是我公司对售后服务的基本要求。

1.多宝中心在交付合同中定的产品在办理运输时，均已办理保险。因运输过程中引起产品质量问题的应由本公司负责维修或调换，费用由本公司承担；但需方必须配合供方取得运输过程中仪器损坏的证明文件，以便供方向保险公司进索赔事宜。

2. 产品免费保修期为购货日起一年内，在保修期内，无偿更换由于原材料缺陷及制造工艺等问题所发生损坏的相应部件；

3. 高度重视用户对我公司产品质量反馈的意见，无论来人、来电、来函、在24小时内作出处理意见。并立即通知用户。

4. 我公司销售给各客户的产品均实行供应维修所需要的零备件；

5. 我公司在仪器售出一次性免费培训购方操作人员，使受训人员了解设备的工作原理、操作规程、以及维护、保养方法；

6. 我公司建立了顾客档案，以便定期进行服务跟踪和质量跟踪；

7. 公司将定期派出反馈员到顾客单位征求意见，检查设备运行情况，确保设备正常运行；