接觸角測(cè)試儀通常通過(guò)液滴法來(lái)測(cè)量表面接觸角，即在測(cè)試表面滴加一小滴液體，通過(guò)影像分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)拍攝液滴在表面上的形態(tài)。測(cè)試儀內(nèi)置高分辨率相機(jī)，能夠精確地獲取液滴的輪廓數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到接觸角。
在材料表面性能研究領(lǐng)域，滾動(dòng)角與滯后性是評(píng)估材料表面潤(rùn)濕行為的關(guān)鍵指標(biāo)，其精確測(cè)量對(duì)涂層技術(shù)、材料防護(hù)等領(lǐng)域具有重要意義。接觸角測(cè)試儀作為專業(yè)測(cè)量設(shè)備，可通過(guò)科學(xué)操作實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的精準(zhǔn)檢測(cè)，以下從測(cè)量原理、操作步驟及注意事項(xiàng)三方面展開(kāi)說(shuō)明。
滾動(dòng)角指液體droplet在傾斜的固體表面開(kāi)始發(fā)生滾動(dòng)時(shí)，固體表面與水平面之間的夾角，它直接反映材料表面的抗附著能力；滯后性則是前進(jìn)接觸角與后退接觸角的差值，體現(xiàn)了液體在材料表面移動(dòng)時(shí)的能量損耗，二者共同決定了材料的表面潤(rùn)濕性能。測(cè)試儀通過(guò)光學(xué)成像系統(tǒng)捕捉液滴形態(tài)，結(jié)合軟件分析計(jì)算相關(guān)參數(shù)，為精確測(cè)量提供技術(shù)支撐。
在測(cè)量準(zhǔn)備階段，需做好儀器校準(zhǔn)與樣品處理工作。首先，對(duì)接觸角測(cè)試儀的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保鏡頭焦距、光源強(qiáng)度符合測(cè)量要求，同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)樣品（如去離子水在干凈玻璃表面的接觸角已知值）驗(yàn)證儀器測(cè)量精度。樣品處理方面，需將待測(cè)材料表面進(jìn)行清潔，去除油污、灰塵等雜質(zhì)，必要時(shí)進(jìn)行干燥處理，避免表面污染物影響液滴形態(tài)，確保測(cè)量環(huán)境溫度控制在23±2℃、相對(duì)濕度50±5%，減少環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。
正式測(cè)量滾動(dòng)角時(shí)，先將處理好的樣品固定在儀器的傾斜臺(tái)上，用微量進(jìn)樣器在樣品表面滴加5μL±0.5μL的去離子水（或其他待測(cè)液體），待液滴穩(wěn)定后（通常等待30s），通過(guò)儀器控制模塊緩慢調(diào)節(jié)傾斜臺(tái)角度，調(diào)節(jié)速率控制在0.5°/s，同時(shí)利用高速攝像系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄液滴狀態(tài)。當(dāng)觀察到液滴邊緣開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，立即記錄此時(shí)傾斜臺(tái)的角度，重復(fù)測(cè)量5次，取平均值作為最終滾動(dòng)角數(shù)據(jù)，每次測(cè)量間隔需清潔樣品表面，避免殘留液滴影響后續(xù)測(cè)量。
測(cè)量滯后性時(shí)，采用“加液-減液”法。先在樣品表面滴加初始液滴，通過(guò)軟件測(cè)量前進(jìn)接觸角（液滴體積增加時(shí)，三相接觸線擴(kuò)展瞬間的接觸角）；隨后緩慢減少液滴體積，測(cè)量后退接觸角（三相接觸線收縮瞬間的接觸角），二者差值即為滯后性。為保證精度，前進(jìn)接觸角與后退接觸角需分別測(cè)量3次，且每次測(cè)量時(shí)液滴的初始位置應(yīng)避免重疊。
此外，還需注意以下細(xì)節(jié)：微量進(jìn)樣器的針頭需保持潔凈，避免液體殘留導(dǎo)致液滴形態(tài)異常；測(cè)量過(guò)程中避免氣流擾動(dòng)，防止液滴發(fā)生非預(yù)期移動(dòng)；對(duì)于表面不均勻的樣品，應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行多次測(cè)量，取統(tǒng)計(jì)平均值以反映整體性能。
通過(guò)嚴(yán)格遵循上述操作流程，接觸角測(cè)試儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)角與滯后性的精確測(cè)量，為材料表面性能研究與應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，助力相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制。
