O medidor de ângulo de contato é um instrumento de precisão especificamente usado para medir o ângulo de contato formado por líquidos em superfícies sólidas. O ângulo de contato é um parâmetro físico essencial para medir a umidificação de um líquido em uma superfície sólida, fornecendo informações sobre a energia superficial do sólido, a tensão superficial do líquido e a solidez.-Informações importantes sobre as interações da interface líquida.

Funções e princípios básicos

1. Definir o ângulo de contato: Angulo de contato(θ)Está a endurecer.-líquido-No ponto de contacto trifásico do gás, o ângulo entre a linha de corte feita ao longo do contorno da gota e a superfície sólida.

2. Princípio de medição:

Os instrumentos geralmente funcionam em ambientes controlados (temperatura, umidade).

Depositar cuidadosamente uma gota de líquido de teste de volume preciso (geralmente com água desionizada, também disponível com outros líquidos) em uma superfície sólida limpa e plana da amostra através de uma seringa de microfiltragem ou um sistema de goteamento automático.

Utilização de sistemas ópticos de alta resolução (CCDouCMOSCâmera) combinada com uma fonte de luz de fundo ou de frente uniforme para capturar imagens de contorno lateral de gotas em superfícies sólidas.

O software de análise de imagem aplica modelos matemáticos selecionados (por exemplo, corte, redondação, elipse, etc.) ao reconhecer contornos de gotas, linhas de base (superfícies sólidas) e pontos de contato trifásicos.de Young-LaplaceEquação legítima, etc.) calcula automaticamente o valor do ângulo de contato.

Principais componentes do instrumento

1. Sistema de fonte de luz：iluminação uniforme e estável (normalmenteLEDfonte de luz fria), assegure que o contorno das gotas é claro e nítido, com alto contraste. Comuns são as fontes de luz de trás e de luz de frente.

2. Banco de amostras: Posição ajustada com precisão (X, Y e ZPlataforma de deslocamento de eixo, às vezes com funções de inclinação e rotação), para colocação e posicionamento de amostras a serem medidas. Pode ter um dispositivo de controle de temperatura.

3. Unidade de injeção de líquidos:

Seringa manual: o operador controla manualmente a formação de gotas.

Sistema de injeção automática: controlado com precisão por um motor de passo ou uma cerâmica piezoelétrica para o controle preciso do volume de gotas e a titulação automática (especialmente importante para medições dinâmicas).

4. Sistema de captura de imagem: câmeras digitais de alta resolução (geralmente equipadas com lentes de microscópico de longa distância de trabalho) são usadas para capturar imagens de gotas.

5. Câmara ambiental (opcional, mas importante): para controlar a temperatura, umidade ou atmosfera do ambiente de medição (por exemplo, gases inertes) e reduzir o impacto das flutuações ambientais nos resultados, especialmente para líquidos voláteis ou materiais sensíveis.

6. Software de análise de imagem: o cérebro central do instrumento. Responsável:

Processamento de imagens (redução de ruído, detecção de bordas, reconhecimento de linha de base).

Aplique modelos matemáticos para calcular o ângulo de contato (ângulo de contato esquerdo, ângulo de contato direito, ângulo de contato médio).

Calcular a energia livre da superfície e sua composição (porPropriedade, Fowkes, van Oss-Chaudhury-Goodmodelos teóricos).

Análise de ângulo de contato dinâmico (ângulo para frente, ângulo para trás, ângulo de rolagem, ângulo de atraso de contato).

Armazenamento de dados, análise e geração de relatórios.

Principais métodos de medição

1. Metodo de goteamento estático: comumente usado. Medir o ângulo de contato das gotas estáticas na superfície sólida. Aplicável à maioria das superfícies planas.

2. Metodo de suspensão: medir o contorno de gotas suspensas na ponta da agulha de injeção, principalmente para medir a tensão superficial do líquido/A tensão da interface, mas também pode ser usada indiretamente para estimar o ângulo de contacto aparente de amostras irregulares, como pó ou fibra (exige uma mesa de amostragem especial).

3. Metodo de captura de bolhas: captura de uma bolha na superfície sólida mergulhada em líquido, medindo o ângulo de contato da bolha com a superfície sólida. É adequado para medir superfícies hidrofóbicas (por exemplo, sob água).

4. Medição dinâmica do ângulo de contato:

Método de inclinação da placa: Incline gradualmente a mesa de amostras até que as gotas comecem a rolar, medindo os ângulos de avanço, retrocesso e rolamento quando o rolamento ocorre.

Método de aumento e redução do volume de gotas: Aumentar ou diminuir lentamente o volume de gotas em uma posição fixa através de um sistema de injeção automática para medir os ângulos de avanço e retrocesso.