Оборудование измерения краевого контактного угла смачивания
Оборудование измерения краевого угла смачивания (контактного угла или угла контакта), служит для определения угла, который образуется между касательной, проведённой к поверхности фазы жидкость-газ и твёрдой поверхностью с вершиной, располагающейся в точке контакта трёх фаз, и условно измеряемый всегда внутрь жидкой фазы. Обозначается греческой буквой тета — θ.
Рис.1. Краевой угол смачивания или угол контакта θс.
γSL, γLG, γSG - удельные свободные поверхностные энергии на границе раздела фаз: твёрдое тело-жидкость (SL), жидкость-газ (LG) и твёрдое тело-газ (SG).
Краевой угол смачивания является количественной характеристикой процесса смачивания, его величина определяет межмолекулярное (атомное, ионное) взаимодействие частиц поверхности твёрдых тел с жидкостями.
Рис.2. Пример смачивания жидкостью твёрдой поверхности.
А — краевой угол много больше 90°. Плохое смачивание (капля имеет почти шарообразную форму и слабое взаимодействие с твёрдой поверхностью — происходит уменьшение площади контакта);
В и С — краевой угол меньше θ<90°. Капли жидкости приобретают менискообразную форму (лучшее взаимодействие с твёрдой поверхностью, площадь контакта жидкости больше, чем в примере А);
D — краевой угол θ=0°(по сути его нет). Полное смачивание, происходит растекание жидкости по твёрдой поверхности, площадь контакта жидкости с твёрдой поверхностью в данном случае максимальна. Растекание жидкости является предельным случаем смачивания.
Области применения прибора измерения краевого угла:
- Контроль свойств поверхности подложек до и после процесса плазменной обработки;
- Проверка смачиваемости пластика, стекла, керамики, дерева или металла;
- Определения чистоты поверхности;
- Исследования свойств поверхности твердых тел.
Установки измерения контактного угла, позволяют определить:
- Угол смачивания (краевой угол);
- Гистерезис контактного угла;
- Поверхностное натяжение;
- Поверхностную энергию твердого тела (γSV , γSL, γLV).
Характеристики наиболее популярных моделей подходящих под основной перечень задач:
Модель |
Установка SDC-100 |
Установка SDC-200S |
Установка SDC-350 |
 |
 |
 |
|
| Программное обеспечение | |||
| Диапазон измерения угла контакта | 0-180° | 0-180° | 0-180° |
| Диапазон измерения поверхностного натяжения | 0-2000 мН/м. | 0-2000 мН/м. | 0-2000 мН/м. |
| Точность измерения угла контакта | ±0.1° | ±0.1° | ±0.1° |
| Точность измерения поверхностного натяжения | ±0.1 мН/м. | ±0.1 мН/м. | ±0.1 мН/м. |
| Система сбора данных | |||
| Объектив камеры | Промышленный HD микроскоп c зумом 0.7х-4.5х | Промышленный HD микроскоп c зумом 0.7х-4.5х | Промышленный HD микроскоп c зумом 0.7х-4.5х |
| Камера | 25 кадров/с | 25 кадров/с | 25 кадров/с (60/300/1000 кадров/с – опция) |
| Блок впрыска | |||
| Точность дозирования капли | 0.01 микролитр | 0.01 микролитр | 0.01 микролитр |
| Ход инжектора | Вверх-Вниз 50 мм. Влево-Вправо 50 мм. |
Вверх-Вниз 50 мм. Влево-Вправо 50 мм. |
|
| Форсунка | Высокоточный кварцевый шприц с емкостью 500 μL | Высокоточный кварцевый шприц с емкостью 500 μL | Высокоточный кварцевый шприц с емкостью 500 μL |
| Платформа для образца | |||
| Размер стола | 150х120 мм. | 160х200 мм. | 180х120 мм. |
| Максимальный размер образца | 6 дюймов | 6 дюймов | 200 х ∞ х 60 мм. ДхШхВ |
| Ход столика | Вверх – Вниз 50 мм. Влево – Вправо 30 мм. Вперёд – Назад 70 мм. |
Вверх – Вниз 80 мм. Влево – Вправо 35 мм. Вперёд – Назад 60 мм. |
|
| Точность хода столика | 0,1 мм. | 0,1 мм. | |
| Диапазон наклона | 0-90° | ||
| Контроль точности наклона | 0.01° | ||
| Прочие характеристики | |||
| Ресурс работы лампы | >25000 ч. | >25000 ч. | >50000 ч. |
| Габаритный размер | 196х550х485 мм. | 800х190х140 мм. | 820х350х580 мм. |
| Вес | 11 кг. | 21 кг. | 26.5 кг. |