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不要再用普通的便宜接觸角測量儀了!您還在相信您測試的接觸角值是準確的?

點擊次數:798  發布時間:2018-04-28

上海梭倫作為界面化學分析儀器行業的技術創新的代表,自2010年美國科諾戰略投資以后,實現了真正的跟跑向領跑的飛躍。自2005年開始自創品牌時,只有圓擬合、橢圓擬合的CAST2.0版本的數碼量角器功能的所謂的“接觸角測量儀”,向接觸角測量和表面張力測量的zui高技術核心進軍,將阿莎算法(ADSA)真正引入到中國,并實現了進一步改進。現在,阿莎算法(ADSA-RealDrop)成為了目前為止*能夠真正基于Young-Laplace方程擬合技術,并實現左、右角度分別計算的算法。

上海梭倫重視阿莎算法并視其為界面化學分析的核心,理由在于,我們發現在界面化學分析領域特別是接觸角測量領域長期以來一直存在的一個被廣大用戶或研發人員所忽略的現象,即由于表面粗糙度、化學多樣性以及表面異構性的存在,絕大部分固體樣品的表面均無法實現液滴的左、右、前、后軸對稱。如下面一系列的示例圖片所示,在采用頂視視角條件下拍攝下來的液滴圖片中,很少能夠形成正圓形的圖片。

CD頂視時的接觸角液滴圖像IPAD膜頂視時接觸角液滴圖像

手機膜頂視時液滴圖像LCD頂視時液滴圖像

LCD頂視時接觸角液滴圖像wafer晶圓頂視時液滴圖像

不銹鋼板頂視時液滴圖像不銹鋼板頂視時液滴圖像

荷葉接觸角頂視時液滴形狀荷葉頂視時液滴圖像

超親水空調鋁箔頂視時接觸角圖像有蠟層的紙張頂視時接觸角圖像

鋁合金頂視時接觸角圖像鋁合金陽極處理后頂視時接觸角圖像

聚四氟乙烯頂視時接觸角圖像石英玻璃頂視時接觸角圖像

塑料頂視時接觸角圖像塑料頂視時接觸角圖像

從如上一系列頂視法的接觸角測量圖譜中可以很明確的看出:

1、從材料本身來講,很難找到表面不存在粗糙度、化學多樣性或異構性的樣品。而正是由于這些因素的影響,很難出現接觸角液滴從頂視時呈現正圓的圖像。

2、3D接觸角測量是表征材料物理化學性質的優秀方法。而3D接觸角的zui基本的要求是能夠分析接觸角值的左、右區別。

3、通過阿莎算法(ADSA-RealDrop)對于左、右角度值的評估,可以判斷材料本身的接觸角滯后現象或3D接觸角現象。

4、樣品臺或樣品上表面的傾斜情況同樣會影響液滴左、右角度值的變化。因而,從硬件要求來講,樣品臺面獨立調整水平的要求度會非常高,而不能夠僅僅通過簡單的四腳調整水平功能實現樣品臺面的調整,這個是完全不講科學的做法。

5、頂視法(ADSA-D)的應用局限性在于無法準確采用哪個位置的直徑或相關參數估算出邊界條件中的體積值,因而,常規的平均體積法原則或zui小二乘后體積估算原則在分析ADSA-D算法的接觸角值時存在一定的缺陷。ADSA-D是理想條件下的接觸角分析。與常規的Young-Laplace方程擬合法(軸對稱或ADSA-P)一樣,無法作為現代先進接觸角算法來對待。

6、從目前為止來講,鏡頭俯視以樣品臺面的傾斜均會明顯影響接觸角分析結果6-9%甚至更高。而二維條件的玻璃校準板無法準確檢測出3D狀態下的接觸角測量儀器的準確性,同時,大部分接觸角測量儀即使采用了3D紅寶石球工具校準儀器,但由于缺少如上4所提及的樣品臺面以及鏡頭各自獨立的微分頭控制二維水平調整結構,因而,這些儀器是根本無法校準。只能是加工成什么精度就是什么精度,且這個精度無從考評,無法保證其他什么。

綜合如上,我們的結論很明顯,上海梭倫的接觸角測量儀,嚴格遵循界面化學領域接觸角分析的非軸對稱接觸角原理提出了阿莎算法,并基于阿莎算法,提出的側視和頂視不同的分析方法,并將測試接觸角的成像歸為采用側視為主。進而,我們提出了一套包括樣品臺面和鏡頭微分頭二維控制的高精度調整結構、彩色高速攝像機、紅寶石檢定工具等等硬件結構的zui基本的解決方案。這個方案是目前為止比較科學、合理、先進的測量接觸角,甚至是3D接觸角的方案。

而基于此,以研發為企業精神的如香港瑞聲科技、格力電器、意法半導體、京東方、華為、上海環旭和盛波光電這樣的專業公司選擇,甚至是多次選購上海梭倫的接觸角測量儀也就成為了必然之舉。

如上圖片,文字版權歸上海梭倫所有。侵權必究。

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