晟鼎精密仪器分析：接触角与表面张力、表面自由能的关系

接触角与表面张力与表面自由能：

表面上一种液体被另一种液体取代的过程称为润湿，在一般的生产实践中，润湿是指固体表面上的气体被液体取代，固体的表面被液体润湿后，就象一滴水滴在固体表面，便形成了气-液，气-固，液-固三个界面，三个界面的叫接触角，通常把有气相组成的界面叫做表面，即把气-液界面叫做液体表面，气-固界面叫做固体表面，印刷过程中，油墨，润湿液的传递过程实质就是润湿过程。

液体表面或固体表面的分子与其内部分子的受力情形是不同的，以液体为例，处于液体内部的分子，四周被同类分子所吸引，受周围分子的引力是对称的，因而相互抵消，合力为零。处于液体表面的分子，由于液体分子密度远大于气相的分子密度，致使合力不再为零，表面分子所受到的不平稳的合力，促使液体尽量收缩其表面，由于在体积一定的几何形体中球体的表面积，液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势。

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接触角测量仪广泛应用于各个行业领域，在手机制造、玻璃制造、表面处理、材料研究、化学化工、半导体制造、涂料油墨、电子电路、纺织纤维、生物等领域，接触角测量已经成为了一项评估表面性能的重要仪器

1. 液体在固体表面的铺展、渗透、吸收等润湿行为，座滴法测量静态接触角；

2. 材料在固体表面的前进角、后退角、接触角滞后、滚动角、动态接触角测量；

3. 吸收材料的连续实时研究及过程记录，接触角随时间变化曲线分析；

4. 各种特殊材料的接触角测量，如粉末、弯曲曲面、超疏水/超亲水样品；

5. 附着滴法测试材料浸没在液体中的接触角测试；

6. 悬滴法测量各种液体表界面张力及其极性、色散分量；

7. 计算固体表面自由能（Surface free energy），及其极***散分量分析；

8. 分析液体在固体表面的粘附功（Adhersion），评估固体表面均匀性、清洁度等。

?润湿过程、吸收过程的分析

润湿过程、吸收过程的分析（接触角随着时间变化曲线）

主要用于吸水材料的测量

特殊基准线（弯曲表面）的接触角

主要用于（滑轮、等不规则基线的测量）

单一纤维接触角（需要使用精度更高的注液系统）

我们常用的微升的就够了，这类样品我们可能会使用到纳升甚至皮升（价格方面也是挺贵的），皮升（1毫升（ml）=10的三次方微升（ul））（1微升（ul）=10的三次方纳升（nl））（1纳升=10的三次方皮升（pl））使用更精量的注液通常是放大（12-50倍主要用于测量单一纤维的接触角（如：头发丝等小体的样品））

应用实例

· 冶炼厂、冶金过程研究: 在熔炼期间，应尽可能减少液态金属或熔渣对炉壁的附着，使用DSDC1500测量接触角可判断润湿程度是否满足。

· 玻璃生产优化处理: 玻璃和耐火砖之间的非期望反应导致材料疲劳，随时间变化的接触角提供了关于这种反应发生程度的信息。

· 珐琅镀层工艺开发: 在加工过程中，珐琅镀层对载体材料的润湿必不可少，而小的接触角是具有良好润湿性能构想的先决条件。

· 陶瓷品质控制和研发: 以时间和温度的变化观察记录生坯的情况——从锥形或圆柱形逐渐变平。

· 化石燃料和生物质燃烧过程优化: 燃烧过程留下的灰渣可在反应器壁上附着一层***涂层。根据ASTM D 1857执行的灰锥测试有助于优化反应器控制。