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

在本應(yīng)用說明中，我們對水滴角測試技術(shù)進行了簡單的分析，為提升水滴接觸角測試的精度、重復(fù)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(qū)別？

水滴角又稱水接觸角，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(wěn)定性比較好，可以作為數(shù)據(jù)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(cè)三相接觸點位置形成的切線與接觸點連線之間的夾角。通常情況下，水滴角用作兩個方面應(yīng)用：其一，作為清潔度判斷的依據(jù)，通過測試固體表面（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(jù)，通常而言，我們定義水滴角或水接觸角值超過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？

水滴角或水接觸角的測試主要注意點包括：

（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采用二次蒸餾水更好。

（2）盡量室溫的穩(wěn)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，接觸角值事實影響并非很大，約在2度之內(nèi)。

（3）測試水滴角前，一定要作進液系統(tǒng)及水的清潔度的判斷。方法為，測試之前，采用基于ADSA－RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對水的表面張力值進行測試。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攝氏度時可以達到72.75mN/m時，則說明測試用探針水和進液系統(tǒng)是干凈的。如果測試值低于70mN/m，則說明體系是不干凈的。如果高于75mN/m，則說明測試方法有問題。

（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過濾技術(shù)，否則測值精度、自動化程度會大大降低，特別對于LCD、OLED、空調(diào)鋁箔等。同時，在測試方法上，盡量采用全自動圓擬合技術(shù)。

（5）對于大于10度，或大于120度的水滴角的測試時，測試方法采用ADSA-RealDrop法的Young-Laplace方程擬合法，此時的樣品極可能是非軸對稱的，如果采用基礎(chǔ)的Young-Laplace方程擬合法，由于其為軸對稱的，測值結(jié)果會偏大；如果采用圓擬合法或雙圓擬合法，測值結(jié)果偏小，無法擬合輪廓曲線；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，同樣無法擬合；而ADSA－RealDrop法為非軸對稱，兩側(cè)水接觸角分別計算，且可以修正重力系數(shù)對水滴角測值的影響，具有重復(fù)性好、不受液體體積影響、測值精度高的優(yōu)點，因而是的測值方法。

（6）3D接觸角測試。在有條件時，可以采購3D接觸角模塊，可以非常快速的判斷材料表面的清潔度。出現(xiàn)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(jù)需求，可以將項目分開采購。

4、水滴角測量儀采購時注意哪些事項？

水滴角測量儀采購時，一定要注意如下事項：

（1）該儀器的測試方法有哪些？

（2）測試過程是否是全自動的，特別是計算的過程。手動測試受人為因素影響，測值的可信度、重復(fù)性會大大降低。

（3）被測樣品的大小尺寸是多少？水滴角測量儀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(diào)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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