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光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量精度影響因素
發(fā)布時(shí)間：2022-09-19 點(diǎn)擊次數(shù)：1866
是指采用界面化學(xué)原理中Young-Laplace方程及其變體，采用液體作為探針物體，采用光學(xué)攝像的原理對(duì)固體材料進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的專(zhuān)業(yè)分析儀器，分析的終結(jié)果以接觸角、表面自由能、粘附功等數(shù)值呈現(xiàn)。區(qū)別于普通的數(shù)碼量角器的簡(jiǎn)單的圓擬合、橢圓擬合或切線(xiàn)法等幾何算法的光學(xué)測(cè)量?jī)x器的是，接觸角測(cè)量?jī)x具有非常顯著的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，即通過(guò)分析液滴輪廓并擬合至Young-Laplace方程曲線(xiàn)，終分析得到接觸角值。
因而，普通的數(shù)碼量角器僅僅是量測(cè)幾何意義上的輪廓的切線(xiàn)夾角角度，不考慮界面化學(xué)性質(zhì)以及重力影響等顯然存在的因素，因而具有測(cè)值理論參考依據(jù)不足、測(cè)值重復(fù)性差、精度差等明顯的缺陷。事實(shí)上，商業(yè)化的低價(jià)的所謂的“接觸角測(cè)量?jī)x”廠(chǎng)商目前均以數(shù)碼量角器為主，而不是根本意義上的接觸角分析與測(cè)量。在中國(guó)日益重視核心技術(shù)，重視創(chuàng)造性的研發(fā)精神的當(dāng)下，數(shù)碼量角器所得到的數(shù)據(jù)的科學(xué)依據(jù)不強(qiáng)時(shí)，其數(shù)據(jù)的可參考性不足，也將非常明顯的影響著終的研發(fā)成果的成功。
1、從材料本身來(lái)講，很難找到表面不存在粗糙度、化學(xué)多樣性或異構(gòu)性的樣品。而正是由于這些因素的影響，很難出現(xiàn)接觸角液滴從頂視時(shí)呈現(xiàn)正圓的圖像。
2、3D接觸角測(cè)量是表征材料物理化學(xué)性質(zhì)的方法。而3D接觸角的基本的要求是能夠分析接觸角值的左、右區(qū)別。
3、通過(guò)阿莎算法(ADSA-RealDrop)對(duì)于左、右角度值的評(píng)估，可以判斷材料本身的接觸角滯后現(xiàn)象或3D接觸角現(xiàn)象。
4、樣品臺(tái)或樣品上表面的傾斜情況同樣會(huì)影響液滴左、右角度值的變化。因而，從硬件要求來(lái)講，樣品臺(tái)面獨(dú)立調(diào)整水平的要求度會(huì)非常高，而不能夠僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的四腳調(diào)整水平功能實(shí)現(xiàn)樣品臺(tái)面的調(diào)整，這個(gè)是完全不講科學(xué)的做法。
5、頂視法(ADSA-D)的應(yīng)用局限性在于無(wú)法準(zhǔn)確采用哪個(gè)位置的直徑或相關(guān)參數(shù)估算出邊界條件中的體積值，因而，常規(guī)的平均體積法原則或小二乘后體積估算原則在分析ADSA-D算法的接觸角值時(shí)存在一定的缺陷。ADSA-D是理想條件下的接觸角分析。與常規(guī)的Young-Laplace方程擬合法(軸對(duì)稱(chēng)或ADSA-P)一樣，無(wú)法作為現(xiàn)代先進(jìn)接觸角算法來(lái)對(duì)待。
6、從目前為止來(lái)講，鏡頭俯視以樣品臺(tái)面的傾斜均會(huì)明顯影響接觸角分析結(jié)果6-9%甚至更高。而二維條件的玻璃校準(zhǔn)板無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)出3D狀態(tài)下的接觸角測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性，同時(shí)，大部分接觸角測(cè)量?jī)x即使采用了3D紅寶石球工具校準(zhǔn)儀器，但由于缺少如上4所提及的樣品臺(tái)面以及鏡頭各自獨(dú)立的微分頭控制二維水平調(diào)整結(jié)構(gòu)，因而，這些儀器是根本無(wú)法校準(zhǔn)。只能是加工成什么精度就是什么精度，且這個(gè)精度無(wú)從考評(píng)，無(wú)法保證其他什么。
