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ZR-SDJ-QH6水滴角接觸角測量儀

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設備功能用途說明書

品名

水滴角接觸角測量儀

品牌

型號

規格

德菲諾

ZR-SDJ-QH6

無

功能/用途及生產產品:

本機除了利用停滴法測試靜態接觸角外，更側重于利用傾斜板法測試和分析動態接觸角（包括前進接觸角、后退接觸角和滾動角）；同時也可以測試液體表面張力、估算固體表面能和分析潤濕性。廣泛應用于生物化工、納米技術、涂層工藝、耐水材料、科教等領域的測試與研究。

工作原理:

接觸角即在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固—液—氣三相交界點處，其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角，也稱潤濕角(Wetting Angle)。用符號θ表示，單位度(°)。

一液滴在水平固體表面上，當固—液—氣三相達到熱力學平衡時，形成的接觸角與各界面張力之間符合楊氏方程(Young's Equation)式：

γLG·COSθ=γSG-γSL (1)

(1)式中γLG、γSG、γSL分別為液—氣、固—氣和固—液的界面張力，θ為液體與固體間的界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度，即接觸角。θ范圍在0～180°之間，是反應液體與固體潤濕性關系的重要尺度：

A. 當θ=0°，潤濕(鋪展)

B. 當θ＜90°，部分潤濕或潤濕(親水)

C. 當θ=90°，是潤濕與否的分界標準

D. 當θ＞90°，不潤濕(疏水)

E. 當θ=180°，不潤濕(是不可能的理想狀態，因液體與固體間的相互吸引力總會存在)

楊氏方程中所預示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學均勻、各相同性，相平衡狀態下的接觸角，也稱之為靜態接觸角(Staic Contact Angle) θO，即固—液—氣三相接觸線靜止未發生移動的接觸角。

但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學組成不均一，受污染等多種情況，這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預示的取值。而是在相對穩定的兩個角度之間變化，這種現象被稱為接觸角滯后現象(Contact Angle Hysteresis)。上限為前進接觸角(Advancing Contact Angle)θA，下限為后退接觸角(Receding Contact Angle)θR。通常定義，液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角；而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。出現前進角或后退角時，固—液—氣三相接觸線開始發生移動，這種三相接觸線發生移動的接觸角稱之為動態接觸角(Dynamic Contact Angle) θD。一般情況下前進角總是大于后退角，二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后(Contact Angle Hysteresis)。接觸角滯后的大小能夠反映出液滴從固體表面滾落的難易程度，滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。

滾動角(Sliding Angle)是一個能比較直觀反映接觸角滯后大小的參數。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發生滾落時所需的最小傾斜角度，用α表示。接觸角滯后越小，滾動角就越小。

主要配置：

水滴角測量儀主機、操作計算機、加液控制器、光源控制器

配件﹕

1. 100μl和50μl的微量進樣器：各壹支

2. 接觸角標定塊（用于儀器校準）：壹塊

3. 移動U盤（內含測量軟件安裝包）：壹個

4. 水平尺：壹個

5. 工具：壹套

6. 防塵罩：壹個

技朮參數﹕

技術項目

功能指標

1．動/靜態接觸角測量

1-1．分析算法：量高法、量角法、圓環法、橢圓法、擬合法、Y-L法

1-2．具有左接觸角、右接觸角和平均接觸角分開測試和比較功能

1-3．具有凹面、凸面、弧面、超親水、超疏水等特殊表面分析功能

1-4．具有不規則形、非軸對稱本征接觸角的分析功能

1-5．具有前進接觸角、后退接觸角及滾動角的分析功能

1-6．具有自動分析接觸角變化過程的批處理測試功能

1-7．測量范圍：0°～180°

1-8．測量精度：±0.1°

1-9．提供標定塊，可隨時對測量精度進行校準

1-10．測量分辨率：0.001°

2．表面/界面張力測量

2-1．分析算法：手動法、自動法

2-2．測量范圍：0.01～1000mN/m

2-3．測量精度：±0.1%

2-4．測量分辨率：0.001mN/m

3．表面能估算

3-1．估算模型：Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、

Wu調和平均法、狀態方程法

3-2．可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力、范德華分量、

路易斯酸分量、路易斯堿分量等

3-3．液體數據庫：預置37種常用液體表面張力及其分量數據，

數據可直接調入用于表面能估算

3-4．液體庫數據可自行添加、刪除和修改

4．潤濕性分析

4-1．通過液體的表面張力和對固體的接觸角可分析該固體的潤濕程度，

包括粘附功、鋪展系數和粘附張力

5．數據管理

5-1．通過試驗模板保存試驗信息、試驗數據和圖片

5-2．新建的試驗模板保存后可重復調入使用

5-3．可對試驗數據進行修改、刪除和調入再分析等

5-4．試驗數據可標注于圖片上，并隨圖片一起保存

5-5．試驗結果可導出至Word、Excel和PDF

6．圖像拍攝

6-1．單張拍攝、連續拍攝、視頻錄制和圖片回放

6-2．可選擇采用相機外觖發功能自動拍攝

7．光學成像系統

7-1．相機：300萬像素、幀率36幀/秒

7-2．鏡頭：0.6～4.0×連續變倍、對焦距離82mm

7-3．調焦范圍：±12.5mm；調焦精度：0.25mm

7-4．調焦時軟件自動檢測清晰度，消除人為誤差

7-5．水平和俯仰調整范圍：±2°

7-6．背光源：LED冷光源+遮光板，亮度無極調節

8．滴液系統

8-1．滴液方式：軟件控制進樣器自動滴液和自動升降

8-2．最小滴液量：0.1μl/滴

8-3．滴液精度：±0.05μl

9．傾斜樣品臺

9-1．臺面尺寸：X100×Y90mm

9-2．移動行程：X50×Y50×Z50mm

9-3．移動方式：手動旋鈕控制三維移動定位

9-4．傾斜方式：軟件控制樣品臺、成像系統和滴液系統同軸整體傾斜

9-5．傾斜過程中液滴始終位于視窗中心，無需人為調整樣品臺位置

9-6．傾斜范圍：0°～±90°

9-7．傾斜精度：±0.01°

10．主機參數

10-1．尺寸：約W585×D280×H650mm

10-2．重量：約25kg

10-3．

電源：1∮ AC220V 50HZ


設備功能用途說明書

品名

水滴角接觸角測量儀

品牌

型號

規格

德菲諾

ZR-SDJ-QH6

無

功能/用途及生產產品:

本機除了利用停滴法測試靜態接觸角外，更側重于利用傾斜板法測試和分析動態接觸角（包括前進接觸角、后退接觸角和滾動角）；同時也可以測試液體表面張力、估算固體表面能和分析潤濕性。廣泛應用于生物化工、納米技術、涂層工藝、耐水材料、科教等領域的測試與研究。

工作原理:

接觸角即在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固—液—氣三相交界點處，其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角，也稱潤濕角(Wetting Angle)。用符號θ表示，單位度(°)。

一液滴在水平固體表面上，當固—液—氣三相達到熱力學平衡時，形成的接觸角與各界面張力之間符合楊氏方程(Young's Equation)式：

γLG·COSθ=γSG-γSL (1)

(1)式中γLG、γSG、γSL分別為液—氣、固—氣和固—液的界面張力，θ為液體與固體間的界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度，即接觸角。θ范圍在0～180°之間，是反應液體與固體潤濕性關系的重要尺度：

A. 當θ=0°，潤濕(鋪展)

B. 當θ＜90°，部分潤濕或潤濕(親水)

C. 當θ=90°，是潤濕與否的分界標準

D. 當θ＞90°，不潤濕(疏水)

E. 當θ=180°，不潤濕(是不可能的理想狀態，因液體與固體間的相互吸引力總會存在)

楊氏方程中所預示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學均勻、各相同性，相平衡狀態下的接觸角，也稱之為靜態接觸角(Staic Contact Angle) θO，即固—液—氣三相接觸線靜止未發生移動的接觸角。

但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學組成不均一，受污染等多種情況，這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預示的取值。而是在相對穩定的兩個角度之間變化，這種現象被稱為接觸角滯后現象(Contact Angle Hysteresis)。上限為前進接觸角(Advancing Contact Angle)θA，下限為后退接觸角(Receding Contact Angle)θR。通常定義，液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角；而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。出現前進角或后退角時，固—液—氣三相接觸線開始發生移動，這種三相接觸線發生移動的接觸角稱之為動態接觸角(Dynamic Contact Angle) θD。一般情況下前進角總是大于后退角，二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后(Contact Angle Hysteresis)。接觸角滯后的大小能夠反映出液滴從固體表面滾落的難易程度，滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。

滾動角(Sliding Angle)是一個能比較直觀反映接觸角滯后大小的參數。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發生滾落時所需的最小傾斜角度，用α表示。接觸角滯后越小，滾動角就越小。

主要配置：

水滴角測量儀主機、操作計算機、加液控制器、光源控制器

配件﹕

1. 100μl和50μl的微量進樣器：各壹支

2. 接觸角標定塊（用于儀器校準）：壹塊

3. 移動U盤（內含測量軟件安裝包）：壹個

4. 水平尺：壹個

5. 工具：壹套

6. 防塵罩：壹個

技朮參數﹕

技術項目

功能指標

1．動/靜態接觸角測量

1-1．分析算法：量高法、量角法、圓環法、橢圓法、擬合法、Y-L法

1-2．具有左接觸角、右接觸角和平均接觸角分開測試和比較功能

1-3．具有凹面、凸面、弧面、超親水、超疏水等特殊表面分析功能

1-4．具有不規則形、非軸對稱本征接觸角的分析功能

1-5．具有前進接觸角、后退接觸角及滾動角的分析功能

1-6．具有自動分析接觸角變化過程的批處理測試功能

1-7．測量范圍：0°～180°

1-8．測量精度：±0.1°

1-9．提供標定塊，可隨時對測量精度進行校準

1-10．測量分辨率：0.001°

2．表面/界面張力測量

2-1．分析算法：手動法、自動法

2-2．測量范圍：0.01～1000mN/m

2-3．測量精度：±0.1%

2-4．測量分辨率：0.001mN/m

3．表面能估算

3-1．估算模型：Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、

Wu調和平均法、狀態方程法

3-2．可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力、范德華分量、

路易斯酸分量、路易斯堿分量等

3-3．液體數據庫：預置37種常用液體表面張力及其分量數據，

數據可直接調入用于表面能估算

3-4．液體庫數據可自行添加、刪除和修改

4．潤濕性分析

4-1．通過液體的表面張力和對固體的接觸角可分析該固體的潤濕程度，

包括粘附功、鋪展系數和粘附張力

5．數據管理

5-1．通過試驗模板保存試驗信息、試驗數據和圖片

5-2．新建的試驗模板保存后可重復調入使用

5-3．可對試驗數據進行修改、刪除和調入再分析等

5-4．試驗數據可標注于圖片上，并隨圖片一起保存

5-5．試驗結果可導出至Word、Excel和PDF

6．圖像拍攝

6-1．單張拍攝、連續拍攝、視頻錄制和圖片回放

6-2．可選擇采用相機外觖發功能自動拍攝

7．光學成像系統

7-1．相機：300萬像素、幀率36幀/秒

7-2．鏡頭：0.6～4.0×連續變倍、對焦距離82mm

7-3．調焦范圍：±12.5mm；調焦精度：0.25mm

7-4．調焦時軟件自動檢測清晰度，消除人為誤差

7-5．水平和俯仰調整范圍：±2°

7-6．背光源：LED冷光源+遮光板，亮度無極調節

8．滴液系統

8-1．滴液方式：軟件控制進樣器自動滴液和自動升降

8-2．最小滴液量：0.1μl/滴

8-3．滴液精度：±0.05μl

9．傾斜樣品臺

9-1．臺面尺寸：X100×Y90mm

9-2．移動行程：X50×Y50×Z50mm

9-3．移動方式：手動旋鈕控制三維移動定位

9-4．傾斜方式：軟件控制樣品臺、成像系統和滴液系統同軸整體傾斜

9-5．傾斜過程中液滴始終位于視窗中心，無需人為調整樣品臺位置

9-6．傾斜范圍：0°～±90°

9-7．傾斜精度：±0.01°

10．主機參數

10-1．尺寸：約W585×D280×H650mm

10-2．重量：約25kg

10-3．電源：1∮ AC220V 50HZ




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