一、 介紹

1.什么是接觸角

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進入毛細孔。

1)當θ=0，完全潤濕；

2)當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；

3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線；

4)當θ﹥90°，不潤濕；

5)當θ=180°，完全不潤濕。

潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

2.測試方法:

接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用*廣泛，測值*直接與準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，通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像， 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.計算接觸角的方法通常基于一特定的數學模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分，然后通過測量特定的參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。

3. 通俗概括

接觸角并不復雜，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態相對于固體平面的外切線。接觸角的應用非常廣泛，甚至可以說涉及到身邊的每個細節，比如我們希望汽車玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車鋼板上的油漆永不脫落。其他比如農藥和蔬菜葉面、涂料和內外墻面、絕緣油和絕緣材料、納米材料表面改性等等，從教學科研、工農業生產到日常生活，舉不勝舉。

4. 運用領域

廣泛運用 教育科研 化妝品、選礦、造紙、醫療衛生、建筑材料、環境保護、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、光學、液晶顯示器 生物制藥 醫療器材 太陽能等行業

二、整體指標：

1. 接觸角測量范圍：0-180°、滾動角測量范圍：0-360°

2. 接觸角測值精度：±0.1°、滾動角:0.2°

3. 接觸角分辨率：0.01°

4. 張力測量范圍：0mN/M～1000mN/M

5. 張力測量精度：0.1（mN/m）

6. 儀器尺寸及重量：260Wx530Dx460H mm 18kg

7. 電源：AC220—240V 50HZ

三、硬件指標：

（一） 樣品臺及其控制：

1、樣品臺移動：XY行程：手動±50mm 精度：0.1mm Z行程：手動 45mm 精度：0.01mm；

2、樣品臺大小：100*100mm，

3、樣品臺旋轉（選配）：手動(電動)360度整體旋轉平臺：0-360°精度控制在0.2°，

4、儀器水平控制：樣品臺水平控制、鏡頭水平控制和整機四腳水平

（二） 進液系統及其控制：

1、進液系統：自動進樣系統，進樣*小精度0.1微升。

2、進液器：高精度可更換針頭氣密玻璃針管50ul、100ul，進樣精度0.1 ul

3、針頭： 0.7mm/0.5mm標準針頭

4、進樣器控制：XY 行程：手動 12.5mm*12.5mm 0.01mm精度

Z行程：手動25mm 0.01mm精度 實現移液及焦距對焦功能

5、進樣模式：程序設置進樣區域，多點自動按序拍攝，統一分析計算，自動得到數據，一鍵出結果。

（三） 成像系統及其控制：

1、鏡頭控制：一維俯仰控制 。

2、鏡頭：工業連續放大鏡頭 0.7-5X光學放大 有效像素55 -320 pixel/mm ，工作距離90mm。

3、相機系統：工業級超低照度CCD系統 水平750線 0.0005Lux照度。

4、相機通訊：德國進口CCD高幀率（200fps），高品質。在其他分辨率下可達700禎每秒（通過實驗做到過）。

5、背景光：可調亮度LED冷光源，高亮度LED燈 進口亞克力遮光片技術

（四） 軟件指標：

1、接觸角分析方法:

6種 量高法、五點擬合法、量角法、插板計算法、懸滴擬合法、氣泡俘獲法、自動影像分析法等

2、接觸角數據取得方式：全自動測值和人工修整相結合。按測試，軟件自動拍照-查找敏感點-計算接觸角值-顯示計算結果，整個過程無須人工干預，以降低人為因素影響

3、接觸角量測技術：數學模型擬合與真實液滴外廓實際量測相結合，解決非對稱圖像測值問題

4、測試液滴狀態，共4種：懸滴法(Pendant Drop)、停滴法(Sessile Drop)（2/3態）、氣泡虜獲法、插板法等

5、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

6、動/靜態接觸角測試，可測試前進/后退角/傾斜角和滾動角值

7、拍攝圖像方法：單張拍攝、間隔拍攝（1-3600秒）和200幀/秒連續拍攝

8、左右接觸角值分別計算與比較功能，軟件自動求取平均接觸角

9、強大的數據庫管理功能：備份、壓縮、導出EXCEL表格，測值以及曲線擬合結果均可保存到導出的圖片上，直觀明了。

10、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作

11、多種表面自由能估算模型，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面，也能分析高能固體表面。