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固体材料测定仪

更新时间:2021-01-06点击次数:616

*,纳米材料科学与工程已经成为研究热点,在研究纳米材料的表面改性时,往往要涉及润湿接触角这个概念。所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴,固体表面上的固-液-气三相交界点处,其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。

仪器介绍

本公司仪器采用工艺制造,仪器采用CMOS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、左右、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,测量多次后的结果可以同时保存在同一报告下,能让用户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。适用于各种行业测定接触角的用户。

当将一滴水滴到固面上时,液体与固体接触过程中,固—液界面逐渐取代液—气界面和气固界面(图6—1),这一过程称为沾湿。在恒温恒压条件下沾湿过程中的自由能变化:

式中γ为界面张力;—W a为黏附功,其值相当于把单位面积的液—固界面分开成为气—液和气—固液面的大功(图6—2)。显然只有当Wa>0时,即ΔGT.p<0时,沾湿过程才是自发的

界面接触角测试仪

1)当θ=0,*润湿;
2)当θ﹤90°,部分润湿或润湿;
3)当θ=90°,是润湿与否的分界线;
4)当θ﹥90°,不润湿;
5)当θ=180°,*不润湿。
润湿性问题与采矿浮选、石油开采、纺织印染、农药加工、感光胶片生产、油漆配方以及防水、洗涤等都有密切关系。

测试方法

接触角现有测试方法通常有两种:其一为外形图像分析方法;其二为称重法.后者通常称为润湿天平或渗透法接触角仪.但目前应用泛,测值直接与准确的还是外形图像分析方法.外形图像分析法的原理为,将液滴滴于固体样品表面,通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像, 再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来.计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型如液滴可被视为球或圆椎的一部分,然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值。Young-Laplace方程描述了一封闭界面的内、外压力差与界面的曲率和界面张力的关系,可用来准确地描述一轴对称的液滴的外形轮廓,从而计算出其接触角。

通俗概括

接触角并不复杂,就是液滴在固体表面自然形成的半圆形态相对于固体平面的外切线。接触角的应用广泛,甚至可以说涉及到身边的每个细节,比如我们希望汽车玻璃上不沾雨水、但反之我们希望汽车钢板上的油漆脱落。其他比如农药和蔬菜叶面、涂料和内外墙面、绝缘油和绝缘材料、纳米材料表面改性等等,从教学科研、工农业生产到日常生活,举不胜举。

应用领域

广泛运用 教育科研  化妆品、选矿、造纸、建筑材料、环境保护、海洋、化工、石油、喷涂、油漆油墨、印染、纺织、光学、液晶显示器 生物制药 太阳能等行业

1.   接触角测量范围:0~180°

2.   滚动角测量范围:0~360°(选配,如需要可以选择SCI3000F型)

3.   接触角分辨率:0.01°

4.   接触角测值精度:±0.1°(θ/2 法)

5.   表面张力测试方法:悬滴法

6.   表面张力测试范围:0~1000mN/m

7.   表面张力测试分辨率:0.01mN/m

8.   仪器尺寸及重量:245Wx530Dx450H  mm  12 kg

9.   电源:AC220—240V  50HZ

成像系统

1、镜头控制:一维俯仰控制

2、镜头:高性能工业连续放大镜头,0.7-5X光学放大,有效像素55 -320 pixel/mm

3、相机系统:工业级超低照度CCD系统(专业),放大倍数可达 60 倍

4、水平解析度:750线,0.0005Lux照度

5、相机通讯:芯片系列CCD,25帧/秒(60帧/秒)的速度,或更高帧率

6、分辨率(低):1280*1024

7、背景光:连续可调亮度LED冷光源 ,50个左右高亮度LED灯,亚克力遮光片技术,发光均匀。

8、七维调整平台

测量仪软件

1、接触角分析方法:

6种: 量高法、五点拟合法、量角法、插板计算法、悬滴拟合法、自动影像分析法等

2、可测静态接触角、动态接触角(滚动角)、前进接触角、后退接触角、液滴表面张力、表面自由能和数据统计分析

3、接触角数据取得方式:全自动测值和人工修整相结合。按测试,软件自动拍照-查找敏感点-计算接触角值-显示计算结果,整个过程无须人工干预,以降低人为因素影响

4、接触角量测技术:数学模型拟合与真实液滴外廓实际量测相结合,解决非对称图像测值问题

5、测试液滴状态,共4种:悬滴法/测表面张力)、停滴法(Sessile Drop)(2/3态)、气泡虏获法、插板法等

6、曲面修正:上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

7、动/静态接触角测试,可测试前进和后退角,倾斜角和滚动角值(需要加配旋转平台)

8、拍摄图像方法:单张或60帧/秒连续拍摄

9、左右接触角值分别计算与比较功能,软件自动求取平均接触角

10、数据库管理功能:备份、压缩、导出EXCEL表格,测值以及曲线拟合结果均可保存到导出的图片上,直观明了。

11、视频录相功能:录制AVI格式影视图像,可用于PPT文件制作

12、多种表面自由能估算模型,至少有9种表面自由能估算模型,不但能分析低能固体表面,也能分析高能固体表面                

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