接触角是一种通过评价液体和固体表面的界面来计算表面自由能的方法。

接触角(也称为润湿角)是当一滴液体放置在材料表面,并在表面形成一个圆顶形状的液滴。水在表面上形成的圆顶边缘连接点所形成的角称为接触角。

btg-labs-youngs-equation-contact-angle-graphic

Θ是上图中的接触角。随着水滴在表面上扩散,穹顶变得更平,接触角也相应减小。如果水滴在表面上(就像你在防水衣服或打蜡的汽车上看到的那样),圆顶就会变高,角度也会变大。

接触角测量

当测量下降的角度时,所得到的角度指示水滴更像其自身或其上的表面。一旦触点,材料表面上的看不见的力就在水滴上作用。

high-low-surface-energy-what-is-a-contact-angle如果这些力很强,它们对水滴的拉力会导致水滴“湿掉”或在表面进一步扩散。如果这些力不大于雨滴对自身的吸引力,那么雨滴就会压缩成尽可能接近球体的形状。这两种力一起作用在水滴上创造了一个可以测量的角度。这种测量可以让我们了解液滴和表面之间的关系。

杨氏方程从数学上表达了固体表面能(ϒ)之间的关系年代),液体的表面张力(液相物质表面能的术语)(ϒl)和界面的表面能(υsl)。

年轻的等式:♥年代=υ.sllcosθ

接触角和表面能

作用在表面上的水滴的力被称为材料的表面能。如果力很强,表面具有高表面能或表面可以说是非常精力的。这种高能量在水面上挤压,导致它湿润。这种润湿现象模拟在放置在高能量表面上时粘合剂,涂料,油墨或涂层的作用。


接触角作为质量检查

确定接触角将允许您在粘合粘合过程之前了解材料表面的质量,例如涂层,密封,焊接,粘合剂粘合,印刷或涂漆。接触角也可以用作表面质量检查清洁过程如溶剂清洗、零件清洗、超声波清洗等。该角度提供关于分子水平的表面清洁度的定量数据。

composite-drop-numbers-treated-or-untreated-contact-angles-labeled-blog能产生低能量表面的污染物是油,有机硅,油脂,碎片或任何可能在制造环境中可能找到它在材料表面上的东西的东西。这些污染物是对粘附过程有害的。水滴对表面能中的分子差异非常敏感,因此,通过测量接触角,可以准确地预测涂层,油墨,涂料,胶水,底漆或密封剂和材料表面之间的粘合性。


接触角和润湿性能

在许多制造和组装过程中,液体或融化的材料需要在表面充分摊开。在钎焊和焊接中,熔化的金属需要在另一种金属的表面上铺开;在医学诊断中,血液等物质需要在测试条上流动;在电子制造中,涂层需要流入小缝隙并彻底覆盖电路板表面。

润湿性是液体可以在由表面和液体之间的分子间力确定的表面上铺展的量。控制这些力允许制造商控制依赖于分子间力的过程。

单流体与多流体接触角技术

接触角就是一个接触角不管你怎么切开它,对吧?是的,也不是。有些方法需要使用多种流体,而有些方法只使用一种。

要了解更多关于制造中测量表面质量的最佳方法,请阅读这篇技术论文:为什么你只需要一个接触角流体来控制你的过程

如何在制造中使用接触角

surface-analyst-sa2001-project-cover-productSurface Analyst技术采用了一种创新的方法来沉积液滴并测量接触角,克服了制造环境中经常出现的可变性。

ob无插件直播Surface Analyst产品使用具有专利的Ballistic Deposition™技术,将一滴水滴到表面。在水滴沉积之后,这种创新的方法使用自上而下的视角来拍摄水滴的精确图像,以测量接触角。

通过以这种独特的方式构建高纯水滴,并自上而下地进行测量,Surface Analyst能够对各种表面角度进行测量——垂直的、水平的、凸的和凹的——以及不同的表面处理——光滑的、有纹理的和粗糙的。

要了解更多关于在您的过程中利用水接触角测量的最佳方法,请下载我们关于验证技术的电子书。这本书中的信息将使您走上正确的道路,以可预测的涂层过程,从而产生最高质量的诊断产品。现在就下载:通过工艺验证在制造中的可预测粘附


接触角测角仪

台式接触角测角仪是实验室常用的测量接触角的仪器。先进的手持和自动化接触角仪(如Surface Analyst系列产品)在生产过程中直接计算实际零件的表面能,以预测粘附结果。

对于涉及粘合,密封,涂层,清洁,涂装或印刷的制造商,一种快速量化生产过程清洁度的接触角测量仪是监测关键粘附过程的最佳方法。