晟鼎精密儀器分析：接觸角與表面張力、表面自由能的關(guān)系

接觸角與表面張力與表面自由能：

表面上一種液體被另一種液體取代的過(guò)程稱(chēng)為潤(rùn)濕，在一般的生產(chǎn)實(shí)踐中，潤(rùn)濕是指固體表面上的氣體被液體取代，固體的表面被液體潤(rùn)濕后，就象一滴水滴在固體表面，便形成了氣-液，氣-固，液-固三個(gè)界面，三個(gè)界面的叫接觸角，通常把有氣相組成的界面叫做表面，即把氣-液界面叫做液體表面，氣-固界面叫做固體表面，印刷過(guò)程中，油墨，潤(rùn)濕液的傳遞過(guò)程實(shí)質(zhì)就是潤(rùn)濕過(guò)程。

液體表面或固體表面的分子與其內(nèi)部分子的受力情形是不同的，以液體為例，處于液體內(nèi)部的分子，四周被同類(lèi)分子所吸引，受周?chē)肿拥囊κ菍?duì)稱(chēng)的，因而相互抵消，合力為零。處于液體表面的分子，由于液體分子密度遠(yuǎn)大于氣相的分子密度，致使合力不再為零，表面分子所受到的不平穩(wěn)的合力，促使液體盡量收縮其表面，由于在體積一定的幾何形體中球體的表面積，液體都具有自動(dòng)收縮其表面成為球形的趨勢(shì)。

表面張力可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)，由于表面分子處于不平衡的合力作用下，所以相對(duì)于內(nèi)部分子處于較高的能量態(tài)勢(shì)，把單位表面積上的分子比相同數(shù)量的內(nèi)部分子過(guò)剩的自由能叫過(guò)表面過(guò)剩自由能。所以，一種物質(zhì)的比表面能與表面張力數(shù)值上完全一樣，量綱也一樣，但物理意義有所不同，所用的單位也不同。

固體表面的分子和液體表面分子一樣，也受到不平衡的合力，比內(nèi)部分子有過(guò)剩的自由能，稱(chēng)為固體的比表面能或表面張力，只是固體不能流動(dòng)，也就無(wú)法收縮其表面

高能表面與低能表面：

按照不同物體表面比表面能大小的不同，界面化學(xué)稱(chēng)為高能表面和低能表面。

界面張力：

在固體-液體相接觸的界面處或兩種不同液體的相接觸角的界面上，界面上的分子受到界面兩側(cè)不平衡的力的作用，把單位面積相界面上的兩相物質(zhì)的分子，各自比相同數(shù)量 的本相內(nèi)部分子過(guò)剩自由能的加和值稱(chēng)為界面比表面能。當(dāng)界面比表面能取N/m為單位時(shí)，通常稱(chēng)為界面張力。

全自動(dòng)水滴角測(cè)試儀軟件組成：運(yùn)行環(huán)境WinXP系統(tǒng)

產(chǎn)品隨機(jī)配送的光盤(pán)中，一般包括以下內(nèi)容：

圖像卡驅(qū)動(dòng)程序；

接觸角測(cè)定儀應(yīng)用程序；

接觸角測(cè)定儀操作指南。

全自動(dòng)水滴角測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)：

1. 測(cè)試分辨率：0.01°

2. 測(cè)試精度： 0.1°

3、光學(xué)系統(tǒng)：

（1）成像：標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機(jī)和連續(xù)變倍顯微鏡鏡頭；

（2）光源：可調(diào)亮度單色冷光LED背光光源，圖像中液滴邊緣分辨更清晰；

（3）指標(biāo)：快拍攝25幀/秒，顯微鏡放大率0.7-4.5倍連續(xù)變倍，成像分辨率55piexl/mm~315piexl/mm，水平分辨率750線。

4、測(cè)試方式：懸滴法、座滴法（靜滴法）、轉(zhuǎn)落法、插入法

5、接觸角分析方法：θ/2法、自動(dòng)分析法

6、拍攝圖像方法：?jiǎn)螐埮臄z、連續(xù)間隔拍攝（慢存）、連續(xù)拍攝（快存）

7、接觸角測(cè)試范圍：0<θ<180° 圖象分辨率： 768×576×24位；

8. 主機(jī)外形尺寸： 560×200×360mm

使用接觸角測(cè)量的潤(rùn)濕分析

· 通過(guò)光學(xué)法測(cè)量液體和固體之間的接觸角以計(jì)算潤(rùn)濕性。儀器配備了高分辨率CCD攝像頭，可在加熱的同時(shí)記錄樣品。使用特殊過(guò)濾器屏蔽發(fā)光材料發(fā)出的光以獲得清晰的暗態(tài)圖像，從而確保接觸角的測(cè)量。

· 樣品架易于操作，裝載樣品熔爐只需幾秒。同時(shí)由于沒(méi)有施加機(jī)械應(yīng)力的非接觸式影像記錄，樣品的形狀僅取決于時(shí)間和溫度相關(guān)的化學(xué)-物理變化，強(qiáng)大的圖像分析軟件準(zhǔn)確記錄了樣品在加熱時(shí)的情況。