液滴的秘密：PGX+接觸角測量儀，精準(zhǔn)揭示材料表面特性

時(shí)間：2024/2/29閱讀：11114

在追求理解材料潤濕性的過程中，無論您是在研究瓦楞紙的表現(xiàn)，還是太陽能電池的特性，深入了解材料的表面張力不可忽視。接觸角，即液滴與固體表面相交的角度，是解讀這一潤濕性的關(guān)鍵工具。通過接觸角測量，我們能夠迅速、非侵入性地確定液滴的表面張力，從而揭示液體在表面上的吸附和展開行為。

然而，在深入討論接觸角測量儀的應(yīng)用之前，了解表面的污染、粘附、表面能以及可印性等方面的詳細(xì)信息同樣重要。在這一過程中，接觸角測量儀成為一項(xiàng)關(guān)鍵的測試和檢測解決方案。便捷的接觸角測量設(shè)備提供了一種非破壞性的測試方法，通過測量液滴在表面上的接觸角，提供了解材料特性的有力工具。

從接觸角測量儀的應(yīng)用出發(fā)，工業(yè)物理將帶您深入探討，如何利用這一技術(shù)來深入了解材料的潤濕性，并提供快速而精準(zhǔn)的測試結(jié)果。在工業(yè)應(yīng)用中，這些測量結(jié)果對(duì)于確保材料的質(zhì)量、性能以及可靠性至關(guān)重要。

什么是接觸角測量儀？及其工作原理

接觸角測量儀，有時(shí)也稱為表面張力計(jì)，用于測量涂料、清漆等液體的表面張力。不過，之所以它們也經(jīng)常被稱為接觸角接觸角測量儀，是因?yàn)樗鼈冊谑褂媒佑|角法確定表面的潤濕性時(shí)具有額外的應(yīng)用。

接觸角測量儀使用接觸角法定量測量表面潤濕性。接觸角法用于測量表面張力，即液滴與固體表面相遇的角度，通常通過液滴的形狀進(jìn)行測量。

不同表面張力導(dǎo)致水滴形狀的差異。通常，表面層的內(nèi)聚力使水滴呈球形。然而，液滴也容易發(fā)生形變，研究這些變形可以揭示有關(guān)表面張力的信息。表面張力較低的液體通常會(huì)迅速蒸發(fā)，而表面張力較高的液體則蒸發(fā)速度較慢。

我們可以檢查氣體、液體和固體相交的三相邊界，以確定形成的角度。這為液體對(duì)固體的潤濕提供了幾何定義，并可以用楊氏方程表達(dá)：γSV = γSL+ γLV cosθ。

其中：

θ 是接觸角，即液滴與固體表面的交點(diǎn)處形成的角度。

γLV是液體與氣體（大氣）之間的表面張力。

γSV是固體與氣體（大氣）之間的表面張力。

γSL是固體與液體之間的表面張力。

這個(gè)方程表達(dá)了液滴在固體表面上的靜態(tài)平衡條件。在平衡狀態(tài)下，表面張力的合力使得接觸角保持穩(wěn)定。該方法還測量了固體表面的特性表面自由能（SFE）和表面張力。液體的表面張力相當(dāng)于固體的SFE，而接觸角可以用于確定兩者。在此測試中使用的探針液體可能會(huì)影響結(jié)果，因此設(shè)置接觸角測量儀以記錄測試中使用的材料是至關(guān)重要的。

如何使用接觸角測量儀測量表面張力？

要使用接觸角測量儀執(zhí)行動(dòng)態(tài)測試，如測量表面張力或表面潤濕性，首先需要將參數(shù)輸入接觸角測量儀，包括液滴大小、沉積方法、啟動(dòng)延遲和采樣率。然后，可以將接觸角測量儀直接放在樣品表面上，并設(shè)置使用其內(nèi)置攝像頭拍攝一系列照片。一旦照片被拍攝，接觸角測量儀的軟件將分析接觸角并返回結(jié)果。

PGX+接觸角測量儀

最早的接觸角接觸角測量儀是手動(dòng)操作的，使用顯微鏡的目鏡，用戶必須自己記錄測量值。而現(xiàn)代接觸角接觸角測量儀使用攝像機(jī)捕捉液滴形狀，并使用軟件分析其角度。這意味著結(jié)果被傳輸?shù)絺€(gè)人電腦上，用戶可以快速輕松地確定所有重要數(shù)據(jù)。

接觸角測量儀與材料測試

接觸角測量儀也在材料測試領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通常，接觸角的測試使用去離子水進(jìn)行，通過測量液滴在材料表面形成的接觸角，從而評(píng)估液體與固體的相互作用。然而，這并不是其僅有的應(yīng)用范圍。接觸角測量儀具有多樣化的測試液體選擇，使其能夠適應(yīng)不同材料的測試需求。

所以，接觸角測量儀不僅僅局限于液體的表面張力測量，它們還可廣泛應(yīng)用于測試不同材料的表面性質(zhì)。紙板、瓦楞紙、鋼、鋁等材料都可以通過接觸角測量儀來進(jìn)行深入的測試。通過分析液滴在這些材料表面形成的接觸角，我們能夠更全面地了解材料的潤濕性、表面張力和自由能等關(guān)鍵特性，為材料科研和質(zhì)量控制提供了有力的工具。

工業(yè)物理 TQC Sheen PGX+便攜式接觸角測量儀

需要計(jì)算您的水性漆在您的包裝和基材上的分布情況嗎？需要對(duì)涂層的質(zhì)量，或材料表面的吸收特性進(jìn)行質(zhì)量測試嗎？您可以通過工業(yè)物理旗下TQC Sheen PGX+便攜式接觸角測試來實(shí)現(xiàn)這些測試。

PGX+便攜式接觸角測試儀最早是瑞典Fibro System AB公司的明星產(chǎn)品，經(jīng)過數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)證的高效使用，目前歸屬于工業(yè)物理旗下荷蘭TQC Sheen品牌。PGX+ 便攜式接觸角測試儀提供了一個(gè)小型測試環(huán)境，這款巧妙的便攜式接觸角測試儀通過電子、視頻和接觸角功能支持您的質(zhì)量控制過程。只需將設(shè)備放置在樣品上，然后按下開始即可啟動(dòng)測量。無需準(zhǔn)備單獨(dú)的樣品。通常使用去離子水進(jìn)行測試。然而，使用其他液體也是可能的。

PGX+手持式接觸角測量儀的特性就是便攜且精準(zhǔn)。其攝像頭每秒最多可以拍攝80張照片，允許準(zhǔn)確測量液滴的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角，以及表面張力和表面自由能（SFE）。它非常適用于定義質(zhì)量控制的多種表面特性。它可以測量標(biāo)準(zhǔn)液體在各種表面上的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角，包括紙和紙板、太陽能電池板、擋風(fēng)玻璃、金屬圓柱等。

PGX+ 便攜式接觸角測試儀是執(zhí)行動(dòng)態(tài)測試（如吸收測試）的理想儀器。在測試期間，該裝置連接到計(jì)算機(jī)。特殊軟件提供可選測試的可訪問概覽，讓操作員控制。液滴大小、沉積方法、啟動(dòng)延遲和采樣率只是一些可調(diào)整的參數(shù)。而測試數(shù)據(jù)會(huì)立即傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，可以存儲(chǔ)和分析圖片和數(shù)據(jù)。這種直接反饋允許快速調(diào)整測試設(shè)置。可以立即進(jìn)行調(diào)整以改善結(jié)果。測試結(jié)果可以深入了解表面的污染程度、附著力、表面能和可印刷性。

接觸角測量儀與國際標(biāo)準(zhǔn)

接觸角測量儀在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了各種不同應(yīng)用的需求，因此有多種不同形式和配置。它們專門用于適應(yīng)不同領(lǐng)域的測試要求，其中柔性包裝、油墨和涂料行業(yè)是一些重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域，有一些主要的國際標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用，以確保測試的準(zhǔn)確性和可比性。

一些與紙的表面潤濕性有關(guān)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)包括 ASTM D724 和 TAPPI T458，它們通過接觸角法提供了對(duì)紙張表面潤濕性的標(biāo)準(zhǔn)測試方法。此外，涉及到電暈處理聚合物薄膜的 ASTM D5946 標(biāo)準(zhǔn)則利用水接觸角測量，為電暈處理聚合物薄膜的性能提供了標(biāo)準(zhǔn)的測試程序。

在選擇工業(yè)物理的PGX+便攜式接觸角測量儀時(shí)，我們引以為傲的是它符合主要的國際標(biāo)準(zhǔn)，其中包括 ASTM D724、TAPPI T458 和 ASTM D5946。這確保了您使用PGX+測量儀時(shí)獲得的測試結(jié)果具有高度的可靠性和可信度，滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。