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接觸角測量儀如何利用光學(xué)輪廓法表征界面的粘附力和滯留力?

更新日期:2021-12-27      瀏覽次數(shù):2219
   液滴與固體表面之間的相互結(jié)合力與作用的方向有關(guān),可以區(qū)分為水平滯留力(Lateral Retention Force)和垂直粘附力(Vertical Adhesion Force)。水平滯留力和垂直粘附力均與液滴與表面之間的相互作用力有關(guān),具體地說,與液滴在表面上的動(dòng)態(tài)接觸角值,接觸周長/面積,正壓力和界面張力等參數(shù)相關(guān),是衡量液滴與表面之間的潤濕性能的重要參數(shù)。
  德國LAUDA Scientific公司生產(chǎn)的光學(xué)接觸角測量儀不僅具備一般光學(xué)接觸角測量儀的常規(guī)功能,而且能夠直接測量液體和固體材料之間在界面上的相互作用力,即垂直粘附力和水平滯留力,是表面分析儀器領(lǐng)域中的一個(gè)開拓性創(chuàng)新!

接觸角測量儀

 
  測量方法:
  1、水平滯留力測量
  測量水平滯留力采用離心力天平法(RFB法),LSA100光學(xué)接觸角測量儀配置速度可控的離心轉(zhuǎn)臺(tái),儀器可以自動(dòng)對液滴進(jìn)行離心操控。RFB法利用旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來驅(qū)動(dòng)液滴在固體表面上發(fā)生側(cè)向滑動(dòng),以確定滑動(dòng)發(fā)生時(shí)刻所對應(yīng)的水平作用力(最大水平滯留力)。在這一動(dòng)態(tài)過程中,儀器利用視頻同步觸發(fā)技術(shù)通過軟件計(jì)算能夠準(zhǔn)確得到材料表面作用于液滴的水平方向的滯留力。它的優(yōu)勢在于(1)測量過程中正壓力維持不變;(2)驅(qū)動(dòng)液滴的水平作用力不受液滴本身重力的限制。
 
  2、垂直粘附力測量
  測量垂直粘附力我們采用一個(gè)嚴(yán)格地基于Laplace-Young方程的計(jì)算方法—DAF測量模塊。在高精度自動(dòng)升降臺(tái)的操控下,材料表面和液滴先相互擠壓使得液固兩相充分接觸,然后緩慢拉伸直到液滴和材料表面*分離。軟件通過液滴的形變量可以精確的計(jì)算出材料表面作用于液滴的垂直方向的粘附力。
  通過這一方法,不但可以獲得作用力隨位置的變化,而且可以獲得接觸角值和接觸直徑/面積隨位置的變化,為建立這些變量之間的相互關(guān)系提供了大量有用的信息。
       (本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可)

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