主要接触角测试方法对比分析
序号 | 接触角 测试方法 | 基本原理 | 优势 | 缺陷 |
1 | 量角器法 (切线法、直线切线法) | 人为量角 | 1、应用时间长 2、可测试动态接触角值(德国公司) | 误差大 重复性差 受接触点位置噪声影响较大 |
2 | 宽高法 (θ/2,小球冠法) | 几何换算,计算反三角函数 | 1、应用时间长 2、速度快,易理解 | 1、受重力(浮力)影响 2、液滴量控制非常困难 3、仅可应用于静态接触角测值 4、测值角度仅可小于80度 |
3 | 圆拟合法 | 高等数学,拟合圆曲线方程后求导数 | 1、可测试角度小的接触角值; 2、简单易于理解 | 1、受重力(浮力)影响 2、液滴量控制非常困难 3、测试小于100度的接触角值; 4、仅可测试轴对称的图像 5、无法表征真实的界面化学现象 |
4 | 椭圆拟合法 | 高等数学,拟合椭圆曲线方程后求导数 | 1、可测试受重力影响后的以中 心轴为中轴的对称液滴图像; 2、简单易于理解 | 1、受一定的重力(浮力)影响; 2、无法测试小于10度的接触角值; 3、无法测试大于140度以上,特别是超疏水材料的接触角值; 5、无法表征真实的界面化学现象 |
5 | 切线法(复合曲线法-德国Kruss)、曲线尺法(KINO) | 高等数学,拟合二次曲线方程或多项式曲线方程后,求导数 | 1、可以测试动态接触角值,特别是前进、后退角值。 2、测试操作简单 | 1、误差较大 2、重复性较差 3、受接触点位置噪声影响较大 4、无法表征真实的界面化学现象 |
6 | Spline曲线 真实液滴法 | 插值拟合 极限方程原理 | 1、可以测试动态接触角值,特别是前进、后退角值。 2、测试操作简单 | 1、受接触点位置噪声影响较大 2、无法表征真实的界面化学现象 |
7 | Young-Laplace方程拟合法 Select Plane | 影像分析法 拟合Young-Laplace方程 | 1、可以测试绝大部分轴对称的液滴的接触角值; 2、特别适用高于30度以上的接触角测值,可修正重力系数的影响; 3、特别广泛应用于超疏水材料的接触角值测值 | 1、测试超亲水材料的接触角值(3度以内)存在一定困难; 2、无法测试非轴对称液滴,特别是3D接触角值无法实现测值; 3、无法应用于动态接触角的测试,如前进、后退角的测试 4、超疏水材料,特别是一些非轴对称材料的接触角测值角度值偏大; 5、对于大于160度的近圆形图像,接触角值偏大 |
8 | Young-Laplace方程拟合法 ADSA-P | 影像分析法 拟合Young-Laplace方程 | 1、可以测试绝大部分轴对称的液滴的接触角值; 2、特别适用高于30度以上的接触角测值,可修正重力系数的影响; 3、特别广泛应用于超疏水材料的接触角值测值 | 1、测试超亲水材料的接触角值(3度以内)存在一定困难; 2、无法测试非轴对称液滴,特别是3D接触角值无法实现测值; 3、无法应用于动态接触角的测试,如前进、后退角的测试
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9 | Young-Laplace方程拟合法 ADSA-RealDrop | 非轴对称影像分析法 拟合Young-Laplace方程;
| 1、可用于分析3D接触角值; 2、可以测试绝大部分轴对称的液滴的接触角值; 3、特别广泛应用于超疏水材料的接触角值测值; 4、特别适用于动态接触角测试,如前进后、后退角以及热平衡接触角的测试 | 1、测试超亲水材料的接触角值(3度以内)存在一定困难。 |
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