接觸角測量的精確性與實驗誤差分析

接觸角測量是研究材料表面潤濕性和親水性的重要工具，廣泛應用于表面科學、涂層技術、材料工程等領域。然而，由于實驗方法、設備和環境條件的影響，接觸角測量可能面臨一定的精確性挑戰。本文將探討影響接觸角測量精度的主要因素，并分析可能的實驗誤差。接觸角測量方法主要有靜態滴定法、動態滴定法和傾斜板法等。常見的靜態滴定法通過向固體表面滴加液滴，利用光學顯微鏡或數碼相機拍攝液滴輪廓，計算液滴與表面之間的接觸角。動態滴定法則通過液滴的浸潤過程（如前進角和后退角）研究表面行為。影響測量精度的因素...

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什么是動態接觸角測量儀？

上一節中描述的接觸角假設液滴在固體上靜止，如果它很快達到平衡狀態并且變化不大，或者如果在液滴發生后的某個時間相互比較，則非常有用已經落地了，是數據。然而，在各種條件下無法獲得足夠的數據，例如當液體和固體之間的界面處于運動狀態時，例如在涂覆或清潔期間。越來越多地模擬液滴界面移動的“動態”情況（具有前進和后退接觸角）。使用計算機進行分析已成為主流，并且可以輕松地以每秒數十幀的速度獲取圖像，因此測量液滴（接觸角）隨時間的變化并不罕見。讓我們看看一些測量動態接觸角的方法。時間函數中的...

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什么是曲線擬合法？

假設液滴的輪廓形狀是正圓或橢圓的一部分，則使用區間（擬合區間）內的所有觀測坐標進行最小二乘擬合。通過該計算，確定正圓或橢圓的參數，并通過求出端點處的微分系數來計算接觸角。切線法假設輪廓形狀是正圓，但是如果將此結果與正圓擬合的結果進行比較，您會發現正圓擬合使用的坐標更多，因此變化較小。在真實的液滴中，由于重力的影響，輪廓形狀被塌陷，因此與正圓的偏差變大，θ/2方法和正圓擬合的誤差變大。橢圓擬合用于減少這種誤差。但與正圓擬合相比，多了一個表征曲線的參數，因此計算結果不穩定。從數學...

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接觸角測量θ/2法 -A半角法

接觸角的測量一般采用θ/2法。可以通過確定液滴的半徑r和高度h并將它們代入下式來確定接觸角。此外，在θ/2法中，還可以通過求出連接液滴的左右端點與頂點的直線相對于固體表面的角度，并將其乘以2來確定接觸角。θ/2方法假設液滴是球體的一部分，因此它測量液滴體積，從而可以忽略重力的影響。如果有量角器之類的秤，也可以直接讀數來測量。即使使用計算機進行分析，計算也很簡單，并且可以在很短的時間內完成處理。液體滴于固體表面上，隨著液體性質的不同，液體或鋪展而覆蓋固體表面，或形成一液滴停于其...

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什么是接觸角？

清洗干凈的“干凈”玻璃表面很容易被水潤濕。另一方面，經過氟涂層等處理的表面具有防水性。盡管這種現象在日常生活中經常遇到，但這種“潤濕”現象在工程領域中應用廣泛。當液體滴到固體表面上時，液體由于其自身的“表面張力”而變圓，并且以下公式成立。該方程稱為“楊氏方程”，液滴切線與固體表面之間的角度θ稱為“接觸角”。“接觸角”是非常直觀且易于理解的“潤濕”指標，在所有工業領域中被用作表面評價方法。《理化詞典》（巖波書店第4版）也指出：“在靜止液體的自由表面接觸固體壁的地方，液體表面與固...

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動態滑動法

如前所述，作為液滴去除性的評價方法，滑動角（附著能）比接觸角更有效。然而，滑動角表示液滴粘附在固體物體上以防止其滑落的力的極限，與重力的作用相反，并且就液滴去除的難易程度而言，它是一種衡量標準液滴滑落的速度有多快，不包含時間的概念。換句話說，即使液滴的滑動角度很小，也并不一定意味著液滴會很快滑落。例如，為了確定從具有預定傾斜角度的擋風玻璃或建筑物墻壁上去除附著的液滴的速度，最近對預定傾斜角度下的液滴的“滑動速度”進行了研究。“滑動加速度”也被認可。

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什么是粘附能

當使用滑動角評估液滴可去除性時，有兩種可能性：0.比較相同液體體積的滑動角度0.傾斜角度固定時開始滑落的液體量液體體積或傾斜角度必須相同，如果不同，則無法進行比較。因此，提出了不受液體體積或傾斜角度影響的指標（近似值）。粘附能是由Wolfram通過實驗發現的，他發現水和石蠟的滑動角與液滴和固體之間的接觸面半徑r成正比。具體地，在滑動角α處，假設液滴重力的傾斜方向分量和作用在接觸周緣上的附著力平衡，并且以下等式成立。根據上式，根據A和B中液體體積與滑動角之間的關系，確定并繪制每...

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接觸角和滑動角

直到幾年前，靜態接觸角還被普遍用作拒水（拒油）的評價指標。換句話說，接觸角為90°或更大，并且液滴越圓，結果越好。然而，如果您除了排斥液滴之外還尋求去除液滴的性能，那么具有高接觸角的表面不一定具有斥水（或斥油）性能。下面顯示了接觸角不是液滴可去除性指標的具體例子。以下是固體表面A和B的比較，兩者均表現出接觸角為100°以上的拒水性。由此看來，B的價格稍貴，并且B的防水性被認為比A更好。然而，當測量滑動角并比較相同液體體積的滑動角時，很明顯A的滑動角比B更小，這意味著它具有更好...

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