技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES一接觸角定儀:
接觸角(Contact angle)是指在氣、液、固三相交點(diǎn)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(xiàn)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(xué)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(jìn)后退角及滯后性等性能,設(shè)備采用全自動進(jìn)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(jīng)使用在眾多高校院所及企業(yè)。
二•應(yīng)用(Application)
接觸角測量儀應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域,在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領(lǐng)域,接觸角測量已經(jīng)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(jìn)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(shè)備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設(shè)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(jìn)液,由軟件定量定速控制,滴液穩(wěn)定,精度高達(dá)0.01微升;
樣品臺采用三維手動精調(diào)平臺,操作靈活,定位準(zhǔn)確,樣品臺可根據(jù)實際樣品尺寸定制;
采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī),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(diào),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(zhǔn)確擬合;
四、儀器規(guī)格:
科研級接觸角測量儀主機(jī) | |
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(diào)節(jié)藍(lán)色基調(diào)工業(yè)級冷光源 |
壽命 | 使用壽命達(dá)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(jìn)液,精度高達(dá)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(diào)節(jié) | 前后50mm(3mm微調(diào))、視角角度可調(diào)(平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)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寸 |
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;
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晶圓接觸角測量儀應(yīng)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(jìn)/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(kuò)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(xiàn);
5、液體在固體表面的粘結(jié)力(adhesion)、滯留力(retention)等;
6、固體表面在經(jīng)過清洗、處理后的結(jié)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(xiàn)場、在線、實時監(jiān)測;
9、表面活性物質(zhì)(如表面活性劑)臨界膠團(tuán)溶度(CMC)的測量:包括全自動CMC測量,全自動有關(guān)配方的篩選和優(yōu)化;
10、表面活性物質(zhì)在界面的吸附、排列、取向、松弛等現(xiàn)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(guān)的界面現(xiàn)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(shè)備原理解析(Principle analysis)
我司設(shè)備采用CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī),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(jìn)行工作臺上下、前后等方向移動。實現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動。同時還設(shè)計了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺,能適應(yīng)在不同用戶材料厚度加大的場合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié),擴(kuò)大了儀器的使用范圍。軟件搭配修正功能,測試多次后的結(jié)果可以同時保存在同一報告下,能讓用戶更好的對材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。該儀器設(shè)計美觀大方、操作簡單、符合用戶所需
三·技術(shù)規(guī)格(Specifications)
(一)晶圓接觸角測量儀觸角測量儀主機(jī):
(1)主機(jī)使用高強(qiáng)度航空鋁合金結(jié)構(gòu)搭配模塊化設(shè)計理念,集成芯片電路控制,保證儀器以狀態(tài)運(yùn)行;
(2)成像部分使用高性能工業(yè)機(jī)芯及無失真遠(yuǎn)心鏡頭確保的成像效果。
(3)工業(yè)級可調(diào)LED單波長冷光源系統(tǒng),成像更清晰
(4)自動位移平臺,實現(xiàn)Y、Z自動定位測量,定點(diǎn)地位更準(zhǔn)確,測量效率更高
規(guī)格:
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
(二)分析軟件:
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