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超亲水材料的接触角测量技术:遮光板的使用与不使用效果对比以及阿莎算法测量接触角值与圆拟合测量值的区别

超亲水角的测量在接触角测量仪测试应用而言非常普遍,包括空调铝箔、晶圆(wafer)、芯片以及等离子处理后的效果评估等等,由于其水接触角值或水滴角值比较低,因而对于接触角测量仪或水滴角测试仪而言,设计要求也更为严格。

从专业的角度而言,该接触角测量仪或水滴角测量仪的应用中,通常是采用侧视法测试接触角比较多。虽然上海梭伦引进美国科诺的阿莎算法,可以提供ADSA-D算法,但该算法受材料化学多样性、异构性形成的3D接触角,即各侧视条件下视角的不同导致的角度变化影响,在具体应用体积作为变量上、下限时,计算精度存在缺陷。因而,侧视法具有先天性的技术优势,这种优势体现为:

1、测值精度更高;

2、可以测试化学多样性、异构性、表面粗糙度修正条件下的3D接触角值以及本征接触角值,进而更好的表征固体材料的性质;

3、可以高精度测试液滴的吸附运态过程。

但是,在侧视条件下测试接触角值,特别在没有采用平行光源以及平行光镜头的条件下时,由于背景光的漫反射,导致小于7度以下的接触角值通常很难测到。具体如下面实例图片展示。

因而,测试侧视条件下的超亲水材料如水接触角或水滴角度值,如应用于空调铝箔、晶圆(wafer)、芯片以及等离子处理后的效果评估时,我们的建议接触角测量仪或水滴角测试仪器的核心技术必须包括:

1、样品台和镜头必须提供可用微分头控制的高精度各自独立的水平调整机构;这是因为,不同的俯视或仰视条件下,接触角通常会有明显的偏差,通常偏差范围为2%-9%之间,甚至更高。同时,由于角度非常小,因而,微小的水平度变化均会影响到最终的测值结果评估,甚至是图像是否能够被捕捉到。

2、必须提供遮光板技术,或者采购平行光源和平行光镜头。当然,在成本考虑的情况下,遮光板技术是目前为止最为性价比高的解决方案。

3、必须采用彩色摄像机,以捕捉到更为清晰的轮廓边缘,实现更好的拟合曲线与水滴轮廓的高度重合。

4、在预算条件许可的条件下,采购高速摄像机并采用液滴弹跳高度的方式表征材料本身的粘附力。

如下为图片示例:

1、在采用遮光板技术后,水滴的接触角测值情况。遮光板为图片水滴上方黑色挡光部分。

超亲水接触角图片

2、没有采用遮光板时的图片成像情况。

水接触角测值情况:超亲水接触角值

3、如上图2复采用遮光板后的图片源图效果。

超亲水接触角值

4、如上图片3的水接触角分析结果

水接触角测量值

 

上海梭伦专业致力于超亲水材料的接触角测量分析,能够为您提供整套解决方案。我们更欢迎用户来样测值或来我公司现场指导。

如上图片版权归上海梭伦以及美国科诺,未经许可不得转载或引用。侵权必究。

   
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