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静态接触角常用测量方法

2023-10-11

1. 座滴法

早期的静态接触角测量方式采用量角器,通过肉眼确定基线,随着数字技术的发展,出现以图像为核心的接触角测量方法。座滴法是最简单、最直接、对硬件要求较低的测量方法,应用最为广泛。座滴法接触角的计算方法分为非基于模型和基于模型,非基于模型没有全部利用液体的轮廓信息,例如切线法、宽高法;而基于模型的计算方法,需要预先假设一种轮廓模型,例如圆、椭圆或者ADSA-P,再将图像采集到的液体轮廓点集带入模型求解参数。在没有噪声干扰下理论精度大于前者。后续主要以座滴法的模型作为研究对象。


2. 斜板法

斜板法一般用于丝状细小的材料,将材料制作成几厘米长的样本插入液体中,调节样品与液面的夹角,使样品的其中一端液面处理水平状态,此时液面与样品的夹角θ为接触角,如图1-2所示。


1. 插板法

插板法需要将样品垂直插入液面,假设固体能被液体浸润,到达平衡时,液体爬升高度为h1,固体浸入深度为h2,则它们与接触角之间的关系满足式



1-3 插板法


1. 掳泡法

掳泡法与座滴法互为镜像关系,如图1-4所示,对于表面比较光滑的材料,其测量结果和座滴法已经得到验证[1]。使用此方法可以解决材料比较亲水时轮廓不易观察的情况,并且有利用于控制测试液体的温度。缺点是泡在液体里的材料容易导致湿润性能改变,且测试时需要使用大量液体,容易造成浪费。



1-4 掳泡法模型


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