水滴角測量?jì)x（水滴角測試儀器）選購注意事項及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

在本應用說(shuō)明中，我們對水滴角測試技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，為提升水滴接觸角測試的精度、重復性提供幫助。

1、什么是水滴角？水滴角的定義是什么？與接觸角有何區別？

水滴角又稱(chēng)水接觸角，是接觸角的一種，特指水滴在固體表面形成的接觸角。通常水滴采用的是二次蒸餾水，因為二次蒸餾水的表面張力值穩定性比較好，可以作為數據對比使用。因而，水滴角的定義可以為水滴在固體表面形成Young-Laplace弧形后，在固－液－氣兩側三相接觸點(diǎn)位置形成的切線(xiàn)與接觸點(diǎn)連線(xiàn)之間的夾角。通常情況下，水滴角用作兩個(gè)方面應用：其一，作為清潔度判斷的依據，通過(guò)測試固體表面（如硅片、晶圓、PCB、芯片、wafer、LCD、OLED等表面）水滴角值，判斷材料表面的清潔度；其二、作為超疏水、仿生材料、不粘水或防指紋等效果的判斷依據，通常而言，我們定義水滴角或水接觸角值超過(guò)150度即為超疏水材料。防指紋效果通常要求水滴角大于120度。

2、水滴角測試有何注意點(diǎn)？

水滴角或水接觸角的測試主要注意點(diǎn)包括：

（1）水的純度或清潔度一定要有。通常而言，建議測試水滴接觸角值時(shí)采用二次蒸餾水更好。

（2）盡量室溫的穩定性。*，水的表面張力值受溫度影響而有變化。但對于超疏水或超親水表面時(shí)，接觸角值事實(shí)影響并非很大，約在2度之內。

（3）測試水滴角前，一定要作進(jìn)液系統及水的清潔度的判斷。方法為，測試之前，采用基于A(yíng)DSA－RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對水的表面張力值進(jìn)行測試。ADSA-RealDrop法由于不受針頭直徑的影響，因而是目前為理想的測試水的表面張力值的方法。如果測得的表面張力值符合文獻值，即20攝氏度時(shí)可以達到72.75mN/m時(shí)，則說(shuō)明測試用探針水和進(jìn)液系統是干凈的。如果測試值低于70mN/m，則說(shuō)明體系是不干凈的。如果高于75mN/m，則說(shuō)明測試方法有問(wèn)題。

（4）對于小于10度接觸角值的體系而言，一定要采用遮光板和UV過(guò)濾技術(shù)，否則測值精度、自動(dòng)化程度會(huì )大大降低，特別對于LCD、OLED、空調鋁箔等。同時(shí)，在測試方法上，盡量采用全自動(dòng)圓擬合技術(shù)。

（5）對于大于10度，或大于120度的水滴角的測試時(shí)，測試方法采用ADSA-RealDrop法的Young-Laplace方程擬合法，此時(shí)的樣品極可能是非軸對稱(chēng)的，如果采用基礎的Young-Laplace方程擬合法，由于其為軸對稱(chēng)的，測值結果會(huì )偏大；如果采用圓擬合法或雙圓擬合法，測值結果偏小，無(wú)法擬合輪廓曲線(xiàn)；如果采用橢圓擬合法，對于大于120度的水滴，軸中心的上下兩部分為非軸對稱(chēng)，同樣無(wú)法擬合；而ADSA－RealDrop法為非軸對稱(chēng)，兩側水接觸角分別計算，且可以修正重力系數對水滴角測值的影響，具有重復性好、不受液體體積影響、測值精度高的優(yōu)點(diǎn)，因而是的測值方法。

（6）3D接觸角測試。在有條件時(shí)，可以采購3D接觸角模塊，可以非?？焖俚呐袛嗖牧媳砻娴那鍧嵍?。出現左、右水滴接觸角值偏離2度，即認為是不干凈的材料。

3、水滴角測試儀器可以量測哪些項目？

通常水滴角測試儀器可以完成水滴角、接觸角、固體表面自由能、液體表面張力、液－液界面張力值的測試。根據需求，可以將項目分開(kāi)采購。

4、水滴角測量?jì)x采購時(shí)注意哪些事項？

水滴角測量?jì)x采購時(shí)，一定要注意如下事項：

（1）該儀器的測試方法有哪些？

（2）測試過(guò)程是否是全自動(dòng)的，特別是計算的過(guò)程。手動(dòng)測試受人為因素影響，測值的可信度、重復性會(huì )大大降低。

（3）被測樣品的大小尺寸是多少？水滴角測量?jì)x可以大測試多少大小的樣品？

（4）被測樣品是否需要測試很小滴水滴，如5nL，甚至皮升級（PL）？

（5）該儀器的操作是否方便？是否有調整水平功能？是否有3D接觸角功能？

（6）該儀器是否可以提供標準校準片？是否有紅寶石校準球和陶瓷校準桿？

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