KontaktwinkelmesserEs ist ein präzises optisches Instrument zur Analyse der Feuchtigkeitseigenschaften der festen Oberfläche, der Oberflächenenergie und der Schnittstellenwechselwirkungen durch die Messung des Kontaktwinkels der Flüssigkeit auf der festen Oberfläche, das in den Bereichen Materialwissenschaft, Chemietechnik, Biomedizin, Elektronik und anderen Bereichen weit verbreitet wird.

Sein Arbeitsprinzip basiert auf dem "Feuchtigkeitspänomen": Wenn ein Tropfen Flüssigkeit (z. B. Destillationswasser, Ethanol) auf die Feststoffoberfläche tropft, bildet die Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Feststoff, Flüssigkeit und Gas einen bestimmten Winkel, den "Kontaktwinkel". Die Größe des Kontaktwinkels spiegelt die Befeuchtungsfähigkeit der festen Oberfläche direkt wider - in der Regel kann sich die Flüssigkeit auf der festen Oberfläche ausbreiten, wenn der Kontaktwinkel < 90 ° ist, was die Flüssigkeitsfilität der festen Oberfläche anzeigt (z. B. die wasserfile Glasoberfläche); Bei einem Kontaktwinkel von > 90 ° ist die Flüssigkeit kugelförmig, was auf eine hydrophobe Oberfläche der festen Oberfläche hindeutet (z. B. die hydrophobe Oberfläche der Ladungsblätter, die wasserdichte Oberfläche der Beschichtung).

　　KontaktwinkelmesserDetaillierte Betriebsschritte:

Vorbereitung und Kalibrierung der Ausrüstung

Umweltkontrolle

Stellen Sie das Gerät in eine trockene, windfreie experimentelle Umgebung, um zu vermeiden, dass Luftströme die Tropfenform stören.

Halten Sie die Raumtemperatur stabil (z. B. 23 ± 2 ° C), kontrollieren Sie die Feuchtigkeit bei 50 ± 5% RH und reduzieren Sie die Auswirkungen von Umgebungsschwankungen auf die Messergebnisse.

Geräte Initialisierung

Schließen Sie die Stromversorgung an und starten Sie die spezielle Analysesoftware, um die Lichtintensität über den Lichtknopf auf ein klares und blendenfreies Sichtfeld anzupassen.

Kalibrieren Sie den Tragstisch mit einem Horizontometer, um sicherzustellen, dass die Tropfenbildung nicht beeinträchtigt wird.

Kalibrierungsinstrumente

Kalibrieren Sie die Lichtquelle, die Kameraposition und den Brennweit mithilfe einer Standardoberfläche (z. B. PTFE mit bekanntem Kontaktwinkel) oder einer Standardprobe, um sicherzustellen, dass das Bild klar und die Winkelmessung genau ist.

Nullpunktkalibrierung: Bei Probenfreiheit zeigt die Einstellsoftware den Kontaktwinkel auf 0°.

Proben und Flüssigkeitsvorbereitung

Probenbehandlung

Blockförmige Feststoffe: Schneiden Sie auf eine flache Oberfläche von 2cm x 2cm und trocknen Sie nach Reinigung mit einem staubfreien Tuch mit Isopropanol.

Film Material: Schnitten in 5cm x 5cm Spezifikation, durch doppelseitiges Band an der Mitte der Folie befestigt.

Pulverprobe: Verwenden Sie eine spezielle Tablettenpresse, um 30 Sekunden unter einem Druck von 10MPa zu halten, um eine dichte Kreisplatte mit einem Durchmesser von 13mm herzustellen.

Proben mit leichter Feuchtigkeit: Testen in einem Trocknerkasten mit Feuchtigkeit < 40%, um Änderungen des Oberflächenzustandes zu vermeiden.

Flüssigkeitsvorbereitung

Wählen Sie die für die Prüfung geeignete Flüssigkeit aus (z. B. deionisiertes Wasser, Dijod J), um sicherzustellen, dass ihre Eigenschaften und Temperaturen den gewünschten Messungen entsprechen.

Verwenden Sie eine Spurenspritze oder einen Tropfenverteiler, um Flüssigkeit zu saugen und die Luft im Nadelrohr zu entfernen (z. B. indem Sie den Kolben nach oben drücken), um ungenaue Tropfenvolumen zu verhindern.

Installationsprobe und Einstellungsparameter

Probenplatzierung

Befestigen Sie die Probe auf dem Tisch des Testers und stellen Sie die Position mit einer Dreipunktpositionierung fest, um sicherzustellen, dass sich der Tropfenpunkt im Zentrum des Sichtfeldes befindet und einen sicheren Abstand von mehr als 5 mm vom Probenrand aufrechterhalt, um einen Randeffekt zu vermeiden.

Parametereinstellung

Einstellen Sie Testparameter wie das Tropfenvolumen (normalerweise 0,6-1,0 μL), die Messzeit, die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchtigkeit über das Instrumententafel oder die Software-Schnittstelle.

Wählen Sie eine Messmethode aus (z. B. Sitztropfmethode, Capture-Blasenmethode) und passen Sie den Fokusbereich und die Blendenhelligkeit der Kamera an, um sicherzustellen, dass die Kontur der Tropfen klar und ohne Verzerrungen ist.

Erzeugung von Tropfen und Aufnahme von Bildern

Tropfenerzeugung

Verwenden Sie eine Spurenspritze oder einen Tropfenverteiler, um Tropfen auf der Probenoberfläche zu bilden.

Drehen Sie den Mikrometer-Kopf im Uhrzeigersinn, um den Kolben zu treiben, und wenn das Tropfenvolumen den eingestellten Wert erreicht, sollten die Tropfen eine regelmäßige Kugelkrone aufweisen, und die Flüssigkeit-Gas-Schnittstelle ist klar, ohne Satelliten-Tropfen.

Tropfenübertragung

Der langsame Hebe des Trägers (Geschwindigkeitssteuerung bei 0,5 mm / s) bringt die Tröpfchen in Kontakt mit der Probenoberfläche und senkt den Träger sofort nach dem Kontakt nach der Abtrennungsnadel ab. Dieser Prozess muss innerhalb von 8 Sekunden abgeschlossen werden, um zu verhindern, dass die Tröpfchen verdampfen.

Bilderfassung

Bildeinfrieren innerhalb von 10 Sekunden nach dem Kontakt mit der Probe, um sicherzustellen, dass das Bild klar und in hoher Auflösung für die nachfolgende Analyse ist.

Messung von Kontaktwinkeln und Datenanalyse

Winkelmessung

Vollautomatischer Modus: Die Software erkennt automatisch dreiphasige Kontaktpunkte und generiert eine passende Kurve, berechnet den Kontaktwinkelwert für Proben mit Oberflächengemäßigkeit > 95%.

Manueller Modus: Verwenden Sie den Kreuzkursor, um die linken, rechten und Spitzenkoordinaten der Tropfen zu markieren, das System berechnet automatisch den Schnittwinkel, der für heterogene Materialien mit Oberflächenrauheit Ra > 0,8 μm geeignet ist.

Dynamische Kontaktwinkelprüfung (optional)

Aktivieren Sie die Funktion der automatischen Neigung des Tisches, drehen Sie den Träger mit einer Geschwindigkeit von 0,5 ° / s, synchronisieren Sie die Änderungen der Vorwärts- und Rückwärtswinkel. Der Rollwinkel bestimmt den kritischen Winkel des Tropfens, wenn er beginnt zu gleiten.

Aufzeichnung der Ergebnisse

Erfassen Sie die Messergebnisse, einschließlich der Werte des Kontaktwinkels, der Prüfbedingungen (z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit), der Probeninformationen usw.

Für die Erstellung von Berichten oder die Speicherung von Daten für zukünftige Referenzen, falls erforderlich, umfasst die Datenrückverfolgung die Aufzeichnung der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit sowie Informationen über die Probenanschläge.

6. Reinigung und Wartung

Gerätereinigung

Reinigen Sie nach Abschluss des Tests die Oberfläche des Geräts mit einem sauberen Baumwolltuch oder einem Papiertüch, um sicherzustellen, dass keine Rückstände vorliegen.

Für Geräte, die mit organischen Reagenzien getestet wurden, werden 5 Minuten lang mit Isopropanol-Ultraschall gereinigt und anschließend mit Stickstoff in die Nadel gefeugt.

Wartung der Geräte

Regelmäßige Wartung der Geräte gemäß den Empfehlungen des Herstellers, einschließlich der Überprüfung des Arbeitszustands von Komponenten wie Lichtquellen, Kameras sowie der Durchführung der erforderlichen Kalibrierungen und Einstellungen.

Ausführen Sie das Selbstprüfungsverfahren vor dem Ausschalten des Geräts, um zu bestätigen, dass die Lichtintensitätsverlustrate <0,5% / Monat, die horizontale Abweichung des Trägerstands <0,02 ° und die CCD-Pixel-Schlechtpunktrate <0,001% ist.