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材料研究接觸角測量儀

更新時間:2021-01-07點擊次數:1461

一接觸角定儀:
接觸角(Contact angle)是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,接觸角測量是現今表面性能檢測的主要方法。


科研級接觸角測量儀是采用光學成像的原理,通過圖像輪廓分析方式測量樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、表面能、滾動(滑落角)、前進后退角及滯后性等性能,設備采用全自動進液裝置及自動整體傾斜裝置,功能全面、性價比高、可滿足各種常規(guī)測量需求,目前已經使用在眾多高校院所及企業(yè)。
二•應用(Application)
接觸角測量儀應用于各個行業(yè)領域,在手機制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學化工、半導體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領域,接觸角測量已經成為了一項評估表面性能的儀器。
(部分測試功能需要選購附件完成)
1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤濕行為,座滴法測量靜態(tài)接觸角;
2. 材料在固體表面的前進角、后退角、接觸角滯后、滾動角、動態(tài)接觸角測量;
3. 吸收材料的連續(xù)實時研究及過程記錄,接觸角隨時間變化曲線分析;
4. 各種材料的接觸角測量,如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品;
5. 附著滴法測試材料浸沒在液體中的接觸角測試;
6. 懸滴法測量各種液體表界面張力及其極性、色散分量;
7. 計算固體表面自由能(Surface free energy),及其極性色散分量分析;
8. 分析液體在固體表面的粘附功(Adhersion),評估固體表面均勻性、清潔度等。

三、儀器原理:
如上圖、接觸角測量儀主要由光源、注射單元、樣品臺、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成,設備采用光學成像的原理。
光源采用密集LED冷光設計,發(fā)光均勻,圖像清洗,壽命長;
注射單元采用高精度注射泵進液,由軟件定量定速控制,滴液穩(wěn)定,精度高達0.01微升;
樣品臺采用三維手動精調平臺,操作靈活,定位準確,樣品臺可根據實際樣品尺寸定制;
采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機,拍攝穩(wěn)定,圖像清晰,真實可靠,鏡頭采用工業(yè)級配置,0.7-4.5倍放大可調,成像無畸形失真;
分析軟件功能大,具備一鍵式全自動擬合能力,滿足各種液滴形態(tài)的準確擬合;

 四、儀器規(guī)格:

科研級接觸角測量儀主機

外形尺寸

800mm(長)*190mm(寬)* 640mm(高)

重量

21KG

電源

220V / 60HZ

光源系統(tǒng)

光源

密集LED可調節(jié)藍色基調工業(yè)級冷光源

壽命

使用壽命達貳萬伍仟小時以上

注射單元

注射器

配套高精密石英注射器、容量500μL

滴液

軟件控制自動進液,精度高達0.01μL

注射單元移動

上下50mm;  左右50mm

采集系統(tǒng)

CCD

高速工業(yè)級芯片、25幀/S、130W像素

鏡頭

0.7-4.5倍高清工業(yè)級連續(xù)變倍式顯微鏡

采集系統(tǒng)調節(jié)

前后50mm(3mm微調)、視角角度可調(平視、俯視、仰視、360°旋轉等多視角觀察)

樣品臺裝置

工作臺面尺寸

160mm*200mm

大樣品尺寸

6

樣品臺移動

前后移動 手動,行程60mm,精度0.1mm

左右移動 手動,行程35mm,精度0.1mm

上下移動 手動,行程80mm,精度0.1mm

分析軟件

接觸角測量范圍

0-180°

接觸角測量精度

±0.1°

表界面張力測量范圍

0-2000mN/m

表界面張力測量精度

0.01 mN/m

分析軟件功能

1、接觸角測量分析軟件自動擬合法(一鍵自動擬合,

   不存在人工誤差)包括:圓法擬合、橢圓/斜

   橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微    

   分圓法;

2動態(tài)接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤濕性能測試

  、視頻連續(xù)擬合計算;

  1. 表面能量計算(Surface energy);
  2. 表界面張力測量(Surface tension);
  3. 前進后退角測量(Forward and backward angle);
  4. 粘附功(Adhesion work);

 

 

晶圓接觸角測量儀應用

1、液體在固體表面的接觸角和潤濕性:包括靜態(tài)接觸角,動態(tài)接觸角(前進/后退接觸角),接觸角滯后性等;

2、液滴在固體表面的起始滑動角(或滾動角),滑動速度;(擴張功能)

3、液體在固體表面的鋪展、滲透/吸收等潤濕行為;

4、固體表面自由能,及其各種分子相互作用力(如極性/非極性)的貢獻;

5、液體在固體表面的粘結力(adhesion)、滯留力(retention)等;

6、固體表面在經過清洗、處理后的結果(效果)評估:如潔凈度(cleanliness),均勻性(homogeneity),和表面能改變幅度等;

7、液/流-體系的表面/界面張力:包括靜、動態(tài)表/界面張力的測量;

8、表/界面張力以及表面活性成分含量的現場、在線、實時監(jiān)測;

9、表面活性物質(如表面活性劑)臨界膠團溶度(CMC)的測量:包括全自動CMC測量,全自動有關配方的篩選和優(yōu)化;

10、表面活性物質在界面的吸附、排列、取向、松弛等現象的研究;

11、液體界面的粘彈性和穩(wěn)定性:如乳狀液/泡沫等體系的穩(wěn)定性研究等等各種與液/流/固-體系相關的界面現象和過程的測量和分析等。

12、全自動檢測整體解決方案,可搭配至流水線上使用,提高檢測效率;

 

二·設備原理解析(Principle analysis

我司設備采用CCD數字攝像機,配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統(tǒng),搭配三維樣品臺,可進行工作臺上下、前后等方向移動。實現微量進樣及上下、左右精密移動。同時還設計了伸縮桿結構工作臺,能適應在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據式樣的大小適量調節(jié),擴大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能,測試多次后的結果可以同時保存在同一報告下,能讓用戶更好的對材料數據進行管控。該儀器設計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需

三·技術規(guī)格(Specifications

(一)晶圓接觸角測量儀觸角測量儀主機:

(1)主機使用高強度航空鋁合金結構搭配模塊化設計理念,集成芯片電路控制,保證儀器以狀態(tài)運行;

(2)成像部分使用高性能工業(yè)機芯及無失真遠心鏡頭確保的成像效果。

(3)工業(yè)級可調LED單波長冷光源系統(tǒng),成像更清晰

(4)自動位移平臺,實現Y、Z自動定位測量,定點地位更準確,測量效率更高

規(guī)格

  1. 主機外形尺寸:1200mm(長)*600mm(寬)* 670mm(高) 
  2. 主機凈重:55KG
  3. 工作臺面尺寸:420mm*420mm
  4. 工作臺移動:

 前后移動 自動,行程160mm,精度0.01mm
        上下移動 手動,行程20mm,精度0.01mm

  1. 進樣器移動:自動上下60mm(自動);  左右30mm
  2. 工業(yè)鏡頭移動:前后30mm(微調3mm)
  3. 工業(yè)鏡頭:0.7X *-4.5X高清遠心連續(xù)變倍變焦顯微鏡
  4. CCD:SONY*高速工業(yè)級芯片;60幀/S
  5. 鏡頭角度可調試:仰視、平視、俯視多視角觀察
  6. 光源:LED可調節(jié)藍色基調工業(yè)級冷光源;使用壽命達貳萬伍仟小時以上
  7. 電源及功率:220V / 60HZ

 

(二)分析軟件:

 

 

 

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