Instrument d'angle de contactC'est un instrument optique de précision qui analyse les propriétés de mouillage, l'énergie de surface et l'interaction d'interface de la surface solide en mesurant l'angle de contact formé par le liquide sur la surface solide, largement utilisé dans la science des matériaux, le génie chimique, la biomédecine, la fabrication électronique et d'autres domaines, est l'un des outils de base pour évaluer les propriétés de surface des matériaux.

Son principe de fonctionnement repose sur le « phénomène de mouillage »: lorsqu’une goutte de liquide (eau distillée, éthanol, par exemple) tombe sur une surface solide, l’interface liquide - solide, liquide - gaz forme un angle spécifique, l’« angle de contact ». La taille de l’angle de contact reflète directement la capacité de mouillage de la surface solide – généralement, à un angle de contact < 90 °, le liquide peut s’étaler sur la surface solide, ce qui indique que la surface solide est hydrophile (comme une surface de verre hydrophile); À un angle de contact & gt; 90°, le liquide s’accumule sous forme de boule, ce qui indique que la surface solide est hydrophobe (p. ex., surface de lotus hydrophobe, surface de revêtement imperméable à l’eau).

　　Instrument d'angle de contactÉtapes de fonctionnement détaillées:

I. préparation et étalonnage de l'équipement

Contrôle environnemental

Placez l'instrument dans un environnement expérimental sec et sans vent pour éviter que le flux d'air ne perturbe la morphologie des gouttelettes.

Maintenir la température ambiante stable (par exemple 23 ± 2 ° c) et le contrôle de l'humidité à 50 ± 5% HR, ce qui réduit l'impact des fluctuations environnementales sur les résultats de mesure.

Initialisation du dispositif

Allumez l'alimentation et lancez le logiciel d'analyse dédié pour ajuster l'intensité de l'éclairage à un champ de vision clair et sans éblouissement via le bouton de la source lumineuse.

Calibrez la table de chargement à l'aide d'un niveau pour vous assurer que les gouttelettes ne sont pas perturbées par l'inclinaison lorsqu'elles se forment.

Instruments de Calibration

Calibré à l'aide d'une surface standard (p. ex. polytétrafluoroéthylène avec un angle de contact connu) ou d'un échantillon standard, ajustez la source lumineuse, la position de l'appareil photo et la distance focale pour garantir des images nettes et des mesures angulaires précises.

Étalonnage du point zéro: en l'absence d'échantillon, le logiciel de réglage permet d'afficher l'angle de contact à 0°.

II. Préparation des échantillons et des liquides

Traitement des échantillons

Solide massif: découpé sur une surface plane de 2 cm × 2 cm, séché naturellement après nettoyage avec un chiffon sans poussière trempé dans de l'isopropanol.

Matériau du film: découpé au format 5cm × 5cm, fixé au centre de la lame par un ruban adhésif double face.

Échantillon de poudre: en utilisant une presse à comprimés spéciale maintenue sous une pression de 10 MPa pendant 30 secondes, on réalise une plaquette circulaire dense de 13 mm de diamètre.

Échantillon facilement hygroscopique: effectuez le test dans une boîte de séchage avec une humidité < 40% et évitez les changements d'état de surface.

Préparation des liquides

Choisissez un liquide approprié pour l'essai (p. ex., eau désionisée, diiodojane) et assurez - vous que ses propriétés et sa température conviennent à la mesure souhaitée.

Utilisez une micro - seringue ou un distributeur de gouttelettes pour aspirer le liquide, en excluant l'air à l'intérieur du tube de l'aiguille (par exemple, en pressant l'aiguille vers le Haut sur le piston) et en évitant les inexactitudes dans le volume des gouttelettes.

Iii. Installez l'échantillon et Ajustez les paramètres

Placement des échantillons

Fixer l'échantillon sur le comptoir du testeur, ajuster la position à l'aide de la méthode de positionnement à trois points, en veillant à ce que le point de chute du liquide soit au Centre du champ de vision et à une distance de sécurité supérieure à 5 mm du bord de l'échantillon, en évitant les effets de bord.

Paramétrage

Réglage des paramètres de test tels que le volume des gouttelettes (généralement 0,6 - 1,0 μl), le temps de mesure, la température et l'humidité ambiantes, etc., via le panneau de l'instrument ou l'interface logicielle.

Choisissez une méthode de mesure (par exemple, la méthode de la goutte de siège, la méthode de la bulle captive) et ajustez la distance focale de l'appareil photo et la luminosité de l'ouverture pour vous assurer que le contour de la goutte est clair et sans distorsion en dents de scie.

Générer des gouttelettes et capturer des images

Génération de gouttes

Utilisez une micro - seringue ou un distributeur de gouttelettes pour former des gouttelettes sur la surface de l'échantillon.

Rotation de la tête de micron dans le sens des aiguilles d'une montre pour pousser le piston, pause lorsque le volume de la goutte atteint la valeur de consigne, la goutte doit présenter une couronne sphérique régulière, l'interface liquide - gaz est claire sans goutte satellite.

Transfert de gouttes

Soulevez lentement la table porteuse (contrôle de la vitesse à 0,5 mm / s) pour que les gouttelettes entrent en contact avec la surface de l'échantillon, immédiatement après le contact, descendez la table porteuse jusqu'à ce que les gouttelettes aient terminé Q hors de l'aiguille, ce processus doit être terminé en 8 secondes pour empêcher l'évaporation des gouttelettes.

Capture d'image

Terminer l'opération de congélation de l'image dans les 10 secondes suivant le contact de la goutte avec l'échantillon, en veillant à ce que l'image soit claire et haute résolution pour une analyse ultérieure.

V. mesure de l'angle de contact et analyse des données

Mesure d'angle

Mode entièrement automatique: le logiciel identifie automatiquement les points de contact triphasés et génère la courbe d'ajustement, calcule la valeur de l'angle de contact, convient aux échantillons avec une uniformité de surface > 95%.

Mode manuel: utilisez le curseur croisé pour marquer successivement les coordonnées de l'extrémité gauche, de l'extrémité droite et du Sommet de la goutte, le système calcule automatiquement l'angle tangent pour les matériaux hétérogènes avec une rugosité de surface ra > 0,8 μm.

Essai dynamique d'angle de contact (facultatif)

Activer la fonction de table d'inclinaison automatique, faire pivoter la table de charge à un taux de 0,5 ° / s, enregistrer la courbe de variation de l'angle d'avancement et de l'angle de recul de manière synchrone, le critère de décision de l'angle de roulement est l'angle critique lorsque la goutte commence à glisser.

Enregistrement des résultats

Enregistrer les résultats des mesures, y compris les valeurs numériques de l'angle de contact, les conditions d'essai (p. ex., température, humidité), les informations sur l'échantillon, etc.

Si nécessaire, des rapports sont produits ou des données sont conservées pour référence future, et la traçabilité des données couvre les enregistrements de température et d'humidité ambiante et les informations sur les lots d'échantillons.

Vi. Nettoyage et entretien

Nettoyage des instruments

Une fois le test terminé, utilisez un chiffon de coton propre ou une serviette en papier pour nettoyer la surface de l'instrument et vous assurer qu'il n'y a pas de résidus.

Pour les instruments testés avec des réactifs organiques, un nettoyage par ultrasons à l'alcool isopropylique est nécessaire pendant 5 minutes, suivi d'un balayage de l'intérieur de l'aiguille à l'azote.

Maintenance des instruments

Entretenir régulièrement l'instrument conformément aux recommandations du fabricant, y compris vérifier l'état de fonctionnement des composants tels que les sources lumineuses, les caméras, etc., et effectuer les étalonnages et les réglages nécessaires.

Exécutez le Programme d'auto - test avant l'arrêt de l'équipement, confirmez le taux d'atténuation de l'intensité de la source lumineuse < 0,5% / mois, l'écart d'horizontalité du Banc de chargement < 0,02 °, le taux de défaut de pixel CCD < 0001%.