접촉각 측정기는 액체가 고체 표면에서 형성하는 접촉각을 측정하는 데 전문적으로 사용되는 정밀 기기다.접촉각은 액체가 고체 표면에서 윤습성을 측정하는 관건적인 물리적 매개 변수로, 고체 표면 에너지, 액체 표면 장력 및 고체에 관한 것을 제공한다-액면 상호작용의 중요한 정보.

핵심 기능 및 원리

1. 접촉 각도 정의: 접촉 각도(θ)네, 고착해요-액체-가스 3상 접촉점에서 액적 윤곽을 따라 만든 절선과 고체 표면 사이의 협각.

2. 측정 원리:

기기는 일반적으로 제어된 환경 (온도, 습도) 에서 작동합니다.

정확한 부피의 테스트 액체 한 방울 (일반적으로 이온 제거 물을 사용하며 다른 액체도 사용할 수 있음) 을 미량 주사기나 자동 적액 시스템을 통해 깨끗하고 평평한 고체 시료 표면에 조심스럽게 퇴적한다.

고해상도 옵티컬 시스템 사용(CCD는또는CMOS는카메라) 고체 표면에 액체 방울이 떨어지는 측면 프로파일 이미지를 캡쳐하기 위해 균일한 백라이트 또는 전면 라이트 라이트를 사용합니다.

이미지 분석 소프트웨어는 액적 프로파일, 베이스라인 (고체 표면) 및 3상 접촉점을 식별하여 선택한 수학 모델 (예: 절선법, 원의 합법, 타원의 합법,Young-Laplace는방정식의 합법성 등) 접촉각의 값을 자동으로 계산합니다.

계기의 주요 구성 부분

1. 광원 시스템：균일하고 안정적인 조명 제공 (일반적으로LED는냉광원) 액체 방울의 윤곽이 뚜렷하고 예리하며 대비가 높음을 확보한다.일반적으로 백라이트와 전면 라이트가 있습니다.

2. 견본대: 정밀한 위치 조절 가능(X, Y, Z축이 변환되고 기울기 및 회전 기능이 있는 플랫폼으로 측정할 샘플을 배치하고 배치할 수 있습니다.온도 조절 장치가 있을 수 있습니다.

3. 액체 주사 유닛:

수동 주사기: 조작자가 수동으로 액적 형성을 제어한다.

자동 주사 시스템: 스텝 모터 또는 압전 세라믹에 의해 정확하게 제어되며, 액적 부피의 정확한 제어와 자동 적정 (동적 측정에 특히 중요) 을 실현한다.

4. 이미지 수집 시스템: 액체 방울 이미지를 포착하는 데 사용되는 고해상도 디지털 카메라 (일반적으로 긴 작업 거리 현미경 렌즈).

5. 환경 캐비티 (선택 사항이지만 중요): 측정 환경의 온도, 습도 또는 분위기 (예: 불활성 가스) 를 제어하는 데 사용되며, 특히 휘발성 액체 또는 민감한 재료에서 환경 변동이 결과에 미치는 영향을 줄입니다.

6. 이미지 분석 소프트웨어: 기기의 핵심 두뇌.책임:

이미지 처리 (소음 감소, 에지 감지, 베이스라인 인식)

수학 모델을 적용하여 접촉각 (왼쪽 접촉각, 오른쪽 접촉각, 평균 접촉각) 을 계산합니다.

서피스 자유 에너지와 해당 컴포넌트 계산하기 (통과OWRK, Fowkes, van Oss-Chaudhury-Good등 이론 모델).

동적 접촉 각도 분석 (전진 각도, 후진 각도, 스크롤 각도, 접촉 각도 지연) 을 수행합니다.

데이터 저장, 분석, 보고서 생성

주요 측정 방법

1. 정적법: 상용.정지액이 고체 표면에 떨어지는 접촉각을 측정하다.대부분의 플랫 서피스에 적용됩니다.

2. 현적법: 주사바늘끝에 매달린 액적의 윤곽을 측정하는데 주로 액체의 표면장력을 측정하는데 사용된다/인터페이스 장력이지만 분말이나 섬유 등 불규칙한 샘플의 표관 접촉각 추산에도 간접적으로 사용할 수 있다 (특수 샘플대 필요).

3. 포획기포법: 액체에 잠긴 고체표면에서 하나의 기포를 포획하여 기포와 고체표면의 접촉각을 측정한다.물 아래와 같이 소수성이 강한 표면을 측정하는 데 적합합니다.

4. 동적 접촉 각도 측정:

경사판법: 액체가 굴러가기 시작할 때까지 시료대를 점차 기울여 굴러갈 때의 전진각, 후퇴각과 굴러가는 각을 측정한다.

액적 부피 증감법: 고정된 위치에서 자동 주사 시스템을 통해 액적 부피를 천천히 증가하거나 감소하여 전진각과 후퇴각을 측정한다.