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淺析接觸角和表面張力在潤(rùn)濕和涂層的測(cè)量方式

  接觸角現(xiàn)有測(cè)試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法；其二為稱重法。后者通常稱為潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀。但目前應(yīng)用最廣泛，測(cè)值最直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法。

  外形圖像分析法的原理為，將液滴滴于固體樣品表面，通過(guò)顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像，再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來(lái)。

  計(jì)算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分，然后通過(guò)測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過(guò)直接擬合來(lái)計(jì)算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來(lái)準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓，從而計(jì)算出其接觸角。

  材料表面的性質(zhì)對(duì)于處理和最終使用與體積特性同等重要。在粘合，印刷或涂覆時(shí)，清潔度，表面自由能和粗糙度是決定性的因素。在污垢和水存在下的潤(rùn)濕性和粘附性也與許多材料和應(yīng)用有關(guān)。借助于我們的測(cè)量?jī)x器，通過(guò)表面化學(xué)方法可以優(yōu)化表面準(zhǔn)備和增強(qiáng)的許多步驟。通過(guò)接觸角測(cè)量儀在線控制潤(rùn)濕性：在移動(dòng)的表面上的綜合質(zhì)量檢測(cè)：接觸角測(cè)量儀已經(jīng)完成了從測(cè)試實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)車間的步驟，質(zhì)量保證表面的清潔和預(yù)處理。這一切都得益于這一發(fā)展。

  快速和移動(dòng)測(cè)量技術(shù)。我們進(jìn)一步研究這個(gè)可行性研究，并展示潛力的一個(gè)途徑使用接觸角測(cè)量作為不間斷的在線過(guò)程控制的測(cè)試方法。非?？焖俚囊后w針技術(shù)，使接觸角移動(dòng)樣品的測(cè)量和軟件界面與全自動(dòng)的集成任何復(fù)雜的信息系統(tǒng)都可能進(jìn)行分析。

  材料經(jīng)受許多表面處理生產(chǎn)過(guò)程，以便為這些準(zhǔn)備進(jìn)一步處理步驟。這里的典型例子包括粘結(jié)或等離子之前清潔表面聚合物處理，以激活它隨后的涂層，從而達(dá)到好的潤(rùn)濕性和粘附性。由于潤(rùn)濕直接反映出來(lái)通過(guò)接觸角測(cè)量儀測(cè)量接觸角是一個(gè)測(cè)試這種預(yù)處理效果的極好方法。

  基于相關(guān)物質(zhì)之間的接觸角可以直接測(cè)量接合或涂覆過(guò)程中的潤(rùn)濕。溫度調(diào)節(jié)的測(cè)量也是可能的，例如在處理溫度下對(duì)熱熔粘合劑的潤(rùn)濕的研究。固體的粗糙度也對(duì)潤(rùn)濕性有很大的影響。因此，表面的粗糙度通常被包括在預(yù)處理過(guò)程中。當(dāng)潤(rùn)濕(前進(jìn)角)和脫濕(后退角)時(shí)接觸角的組合測(cè)量表征粗糙度對(duì)潤(rùn)濕行為的影響。