常用的计算模型包括 Owens-Wendt 模型、Van Oss-Chaudhury-Good 模型(简称 VCG 模型):Owens-Wendt 模型适用于多数低能固体材料(如高分子材料),需测量 2 种液体(1 种极性液体,如蒸馏水;1 种非极性液体,如二碘甲烷)的接触角,通过建立二元方程组求解色散分量与极性分量,总表面自由能为两者之和;VCG 模型适用于含酸碱基团的材料(如金属氧化物、生物材料),需测量 3 种液体(极性、非极性、两性液体)的接触角,可同时计算色散分量、极性分量及 Lewis 酸碱分量,更多方面反映固体表面的化学特性。该功能通过软件自动实现数据运算,无需人工干预,计算结果精度可达 ±1mJ/m²,为材料表面性能的定量分析提供了科学依据。接触角测量仪在医疗行业中的应用广而深入,可以用于评估药物的润湿/溶解性能。广东国产接触角测量仪图片
晟鼎精密接触角测量仪的动态接触角测量功能,主要用于分析液体在固体表面铺展或收缩过程中的接触角变化,捕捉表面润湿性能的动态特征,区别于静态接触角反映稳定状态的局限性。其原理是:在液滴滴落至样品表面的瞬间启动图像采集(帧率≥30fps),持续记录液滴从初始形态到稳定形态的全过程(时间范围 0-300 秒可设),软件通过实时跟踪液滴轮廓变化,每间隔 0.1-1 秒自动计算一次接触角,终生成 “接触角 - 时间” 动态曲线。通过分析曲线特征,可获取液滴铺展速率(接触角下降速率)、平衡时间(接触角稳定所需时间)等关键参数,反映样品表面的润湿性变化规律。例如液体在亲水表面铺展时,接触角会快速下降至稳定值;在疏水表面铺展时,接触角下降缓慢且稳定值较高;若样品表面存在不均匀性(如涂层缺陷),动态曲线会出现波动,反映表面性能的局部差异。该功能为研究表面润湿动力学过程提供了直观工具,拓展了接触角测量仪的应用深度。重庆sdc-100接触角测量仪产品介绍接触角测量仪是量化表征固体表面润湿性能的精密检测设备。

例如在高分子材料研发中,通过 sessile drop 法测量水在材料表面的静态接触角,可判断材料的疏水性能(接触角>90° 为疏水,>150° 为超疏水);在涂层工艺优化中,通过测量液滴铺展过程的动态接触角,可分析涂层的润湿性变化速率,评估涂层的均匀性。晟鼎精密的接触角测量仪在 sessile drop 法基础上,优化了进样器定位精度(±0.01mm)与样品台移动精度(±0.005mm),确保液滴可精细滴落在样品指定区域,进一步提升测量重复性(同一位置多次测量偏差≤±0.5°)。
表面自由能计算功能作为晟鼎精密接触角测量仪的扩展功能,在材料研发、工艺优化、质量控制等环节具有重要应用价值。在材料成分分析中,通过表面自由能的分量占比,可判断材料表面的化学组成,例如极性分量占比高说明材料表面含羟基(-OH)、羧基(-COOH)等极性基团,色散分量占比高则说明含烷基等非极性基团,为材料合成工艺优化提供方向;在表面改性评估中,通过对比改性前后的表面自由能变化,量化改性工艺(如等离子处理、化学接枝)的效果,例如等离子处理后材料极性分量提升 30%,说明改性有效引入了极性基团;在界面结合性能预测中,通过对比两种材料的表面自由能,可评估其界面结合强度(表面自由能差值越小,界面结合越稳定),为复合材料研发(如涂层 - 基材组合)提供参考;在产品质量控制中,通过设定表面自由能合格范围,可快速判断批次产品是否符合标准,避免因表面性能波动导致后续工艺失效(如涂层附着力不足)。该功能通过软件自动实现计算,无需人工干预,支持数据导出与报告生成,为企业提供高效、精细的表面性能分析工具。SDC-500W接触角测量仪用于晶圆(Wafer)表面的检测,通过测试液滴在晶圆表面形成接触角的大小。

sessile drop 法(座滴法)是接触角测量仪基础、应用广的测量方法,适用于板材、薄膜、涂层等多数固体样品的静态与动态接触角测量。其操作流程分为三个关键步骤:第一步是样品准备与固定,将固体样品平整放置于样品台,通过水平调节装置确保样品表面水平度误差≤0.1°,避免液滴因倾斜发生形态变形;针对不同样品特性,可采用真空吸附(适用于板材、玻璃)或机械夹具(适用于柔性薄膜)固定样品,确保测量过程中样品无位移。第二步是液滴生成与滴落,通过高精度微量进样器(精度 ±0.1μL)抽取 1-5μL 的测试液体(常用蒸馏水、二碘甲烷、正十六烷等),将进样器精细定位至样品表面上方 1-2mm 处,缓慢释放液体形成液滴,等待 1-3 秒让液滴达到热力学平衡(避免液滴未稳定时测量导致误差)。第三步是图像采集与计算,启动工业相机采集液滴图像,软件通过边缘检测算法提取液滴轮廓,基于 Young-Laplace 方程(适用于大液滴或低表面张力液体)或椭圆拟合算法(适用于小液滴或高表面张力液体)计算接触角数值。该方法操作简便、适用范围广,通过同一位置 3-5 次重复测量,可使数据重复性偏差控制在 ±0.5° 以内,满足多数常规检测需求。引起浸润现象是源于分子间相互作用的表面张力,表面张力是界面上单位面积的自由能。福建便携式接触角测量仪技术参数
接触角测量仪生成 “接触角 - 时间” 曲线,分析润湿性变化规律。广东国产接触角测量仪图片
在半导体镀膜工艺中,基材表面的润湿性能直接影响镀膜层的附着力、均匀性与成膜质量,晟鼎精密接触角测量仪通过测量镀膜前后的接触角变化,评估镀膜工艺效果,指导工艺参数优化。镀膜前,需测量基材(如硅晶圆、玻璃)表面的接触角,确保表面清洁度与润湿性符合镀膜要求(如镀膜前基材水接触角需<15°,避免污染物影响镀膜结合);镀膜后,通过测量水或特定检测液体在镀膜层表面的接触角,判断镀膜层的表面性能(如疏水涂层需接触角>90°,导电涂层需具备特定亲水性以适配后续工艺)。此外,还可通过测量动态接触角,分析镀膜层表面的均匀性(动态曲线无明显波动说明涂层均匀);通过计算表面自由能,评估镀膜层与基材的界面结合强度(表面自由能差值越小,结合越稳定)。该应用可帮助企业优化镀膜厚度、沉积温度、气体氛围等参数,减少镀膜缺陷(如脱落),提升半导体器件的性能与可靠性。广东国产接触角测量仪图片