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            技術(shù)文章

            TECHNICAL ARTICLES

            當(dāng)前位置:首頁技術(shù)文章滾動(dòng)角的前進(jìn)角和后退角的區(qū)別

            滾動(dòng)角的前進(jìn)角和后退角的區(qū)別

            更新時(shí)間:2021-01-06點(diǎn)擊次數(shù):6547

            在化學(xué)里滾動(dòng)角應(yīng)該定義為前進(jìn)接觸角(簡(jiǎn)稱前進(jìn)角)與后退接觸角(簡(jiǎn)稱后退角)之差滾動(dòng)角的大小也代表了一個(gè)固體表面的滯后現(xiàn)象。一般在超疏水表面表征時(shí)與接觸角一起會(huì)用到的。

            前進(jìn)角和后退角:

            考慮一個(gè)在水平平面上具有穩(wěn)定接觸角的液滴,若表面是理想光滑和均勻的,往這液滴上加少量液體,則液滴周界的前沿向前拓展,但仍保持原來的接觸角。從液滴中抽去少量液體,則液滴的周界前沿向后收縮,仍保持原來的接觸角。反之 ,若表面是粗糙的或不均勻的,向液滴加入一點(diǎn)液體只會(huì)使液滴變高,周界不動(dòng),從而使接觸角變大,此時(shí)的接觸角稱為前進(jìn)接觸角。簡(jiǎn)稱前進(jìn)角,用θA表示。若加入足夠多的液體,液滴的周界會(huì)突然向前蠕動(dòng),此突然運(yùn)動(dòng)剛要發(fā)生時(shí)的角度稱為大前進(jìn)角。若從液滴中取出少量液體,液滴在周界不移動(dòng)的情況下變得更平坦。接觸角變小,此時(shí)的接觸角稱為后退接觸角,簡(jiǎn)稱后退角。用θR表示。當(dāng)抽走足夠多液體,流溢周界前沿會(huì)突然收縮。此突然收縮剛要發(fā)生時(shí)的角度稱為小后退角。

            固體表面上小液滴的形貌,在傾斜面上,同時(shí)可看到液體的前進(jìn)角和后退角,假若沒有接觸角滯后,平板只要稍許傾斜一點(diǎn),液滴就會(huì)滾動(dòng)。接觸角的滯后使液滴能穩(wěn)定在斜面上,這一事實(shí)表明,接觸角滯后的原因是由于液滴的前沿存在著能壘。

            滾動(dòng)角

            固-液界面擴(kuò)展后測(cè)量的接觸角前進(jìn)角與在固液界面回縮后的測(cè)量值后退角存在差別。前進(jìn)角往往大于后退角。兩者的差值叫做滾動(dòng)角。滾動(dòng)角的大小也代表了一個(gè)固體表面的接觸角滯后現(xiàn)象。關(guān)于前進(jìn)角和后退角也可以描述成:前進(jìn)角是在增加液滴體積時(shí)液滴與固體表面接觸的三相線將要移動(dòng)而沒有移動(dòng)那一狀態(tài)的接觸角。可以理解為下滑時(shí)流溢前坡面所必須增加到的角度。否則不會(huì)了生運(yùn)動(dòng)。而后退角是指在縮小液滴體積時(shí)液滴與固體表面接觸的三相線將動(dòng)而未動(dòng)狀態(tài)的接觸角,可以理解為下滑時(shí)液滴后坡面所必須降低到的角度。

            滾動(dòng)角與接觸角相類似,是表征一個(gè)特定表面潤(rùn)濕性的重要方法。也是常用的一種測(cè)量材料表面潤(rùn)濕性的方法。滾動(dòng)角是指液滴在傾斜表面上剛好發(fā)生滾動(dòng)時(shí),傾斜表面與水平面所形成的臨界角度,以α表示。如圖所示,當(dāng)一滴水放置在固體傾斜表面而達(dá)到一種滾動(dòng)前的臨界狀態(tài)時(shí),固體表面傾斜的角度就是滾動(dòng)角。

            應(yīng)用(Application)

            接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領(lǐng)域,接觸角測(cè)量已經(jīng)成為了一項(xiàng)評(píng)估表面性能的儀器。

            (部分測(cè)試功能需要選購附件完成)

            1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤(rùn)濕行為,座滴法測(cè)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(cè)量;

            3. 吸收材料的連續(xù)實(shí)時(shí)研究及過程記錄,接觸角隨時(shí)間變化曲線分析;

            4. 各種材料的接觸角測(cè)量,如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品;

            5. 附著滴法測(cè)試材料浸沒在液體中的接觸角測(cè)試;

            6. 懸滴法測(cè)量各種液體表界面張力及其極性、色散分量;

            7. 計(jì)算固體表面自由能,及其極性色散分量分析;

            分析體在固體表面的粘附功,評(píng)估固體表面均勻性、清潔度等。

            如上圖、接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、樣品臺(tái)、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成,設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。

            光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì),發(fā)光均勻,圖像清洗,壽命長(zhǎng);

            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(wěn)定,精度高達(dá)0.01微升;

            樣品臺(tái)采用三維手動(dòng)精調(diào)平臺(tái),操作靈活,定位準(zhǔn)確,樣品臺(tái)可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制;

            采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī),拍攝穩(wěn)定,圖像清晰,真實(shí)可靠,鏡頭采用工業(yè)級(jí)配置,0.7-4.5倍放大可調(diào),成像無畸形失真;

            分析軟件功能強(qiáng)大,具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力,滿足各種液滴形態(tài)的準(zhǔn)確擬合;

            技術(shù)參數(shù):

            接觸角測(cè)試儀主機(jī)

            外形尺寸

            690mm(長(zhǎng))*380mm(寬)* 680mm(高)

            重量

            43KG

            電源

            220V / 60HZ

            光源系統(tǒng)

            光源

            密集LED可調(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源

            壽命

            使用壽命達(dá)貳萬伍仟小時(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(dá)0.01μL

            注射單元移動(dòng)

            軟件自動(dòng)升降行程60mm;  左右30mm

            采集系統(tǒng)

            CCD

            高速工業(yè)級(jí)芯片、25幀/S、130W像素

            鏡頭

            0.7-4.5倍高清工業(yè)級(jí)連續(xù)變倍式顯微鏡

            采集系統(tǒng)調(diào)節(jié)

            前后50mm(3mm微調(diào))、視角角度可調(diào)(平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)等多視角觀察)

            樣品臺(tái)裝置

            工作臺(tái)面尺寸

            120mm*150mm(可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制)

            樣品尺寸

            6寸

            樣品臺(tái)移動(dòng)

            前后移動(dòng) 自動(dòng),行程200mm,精度0.01mm
            左右移動(dòng) 自動(dòng),行程200mm,精度0.01mm
            上下移動(dòng) 手動(dòng),行程30mm,精度0.01mm

            分析軟件

            接觸角測(cè)量范圍

            0-180°

            接觸角測(cè)量精度

            ±0.1°

            表界面張力測(cè)量范圍

            0-2000mN/m

            表界面張力測(cè)量精度

            0.01 mN/m

            分析軟件功能

            1、接觸角測(cè)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(rùn)濕性能測(cè)試

              (Wettability)、視頻連續(xù)擬合計(jì)算(Video analysis);

            3、表面能計(jì)算(Surface energy)

            4、表界面張力測(cè)量(Surface tension)

            5、前進(jìn)后退角測(cè)量(Advancing and receding angle)

            6、粘附功(Adhesion work)

            7、自動(dòng)樣品批量測(cè)量方案設(shè)置功能(支持樣品的測(cè)試方案設(shè)定及調(diào)取自動(dòng)測(cè)試方案)

            8、 樣品方案設(shè)定:可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸規(guī)格在軟件中設(shè)置測(cè)量方案,后續(xù)如有同款產(chǎn)品可直接調(diào)取已存儲(chǔ)方案直接開展測(cè)試

            9、一鍵式多點(diǎn)測(cè)量(可多次循環(huán)):自動(dòng)進(jìn)樣→自動(dòng)接液→軟件自動(dòng)完成測(cè)量→自動(dòng)換下一個(gè)點(diǎn)位

            10、可針對(duì)不同樣品設(shè)置測(cè)量方案并可保存,方便下次再次測(cè)量同一類樣品時(shí)直接調(diào)取測(cè)量

             

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