水滴角測(cè)量?jī)x（水滴角測(cè)試儀器）選購(gòu)注意事項(xiàng)及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

在本應(yīng)用說(shuō)明中，我們對(duì)水滴角測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，為提升水滴接觸角測(cè)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?yàn)槎握麴s水的表面張力值穩(wěn)定性比較好，可以作為數(shù)據(jù)對(duì)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(diǎn)位置形成的切線與接觸點(diǎn)連線之間的夾角。通常情況下，水滴角用作兩個(gè)方面應(yīng)用：其一，作為清潔度判斷的依據(jù)，通過(guò)測(cè)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(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(cè)試有何注意點(diǎn)？

水滴角或水接觸角的測(cè)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(cè)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(wěn)定性。*，水的表面張力值受溫度影響而有變化。但對(duì)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(nèi)。

（3）測(cè)試水滴角前，一定要作進(jìn)液系統(tǒng)及水的清潔度的判斷。方法為，測(cè)試之前，采用基于ADSA－RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對(duì)水的表面張力值進(jìn)行測(cè)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(cè)試水的表面張力值的方法。如果測(cè)得的表面張力值符合文獻(xiàn)值，即20攝氏度時(shí)可以達(dá)到72.75mN/m時(shí)，則說(shuō)明測(cè)試用探針?biāo)瓦M(jìn)液系統(tǒng)是干凈的。如果測(cè)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(cè)試方法有問(wèn)題。

（4）對(duì)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(cè)值精度、自動(dòng)化程度會(huì)大大降低，特別對(duì)于LCD、OLED、空調(diào)鋁箔等。同時(shí)，在測(cè)試方法上，盡量采用全自動(dòng)圓擬合技術(shù)。

（5）對(duì)于大于10度，或大于120度的水滴角的測(cè)試時(shí)，測(cè)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(duì)稱的，如果采用基礎(chǔ)的Young-Laplace方程擬合法，由于其為軸對(duì)稱的，測(cè)值結(jié)果會(huì)偏大；如果采用圓擬合法或雙圓擬合法，測(cè)值結(jié)果偏小，無(wú)法擬合輪廓曲線；如果采用橢圓擬合法，對(duì)于大于120度的水滴，軸中心的上下兩部分為非軸對(duì)稱，同樣無(wú)法擬合；而ADSA－RealDrop法為非軸對(duì)稱，兩側(cè)水接觸角分別計(jì)算，且可以修正重力系數(shù)對(duì)水滴角測(cè)值的影響，具有重復(fù)性好、不受液體體積影響、測(cè)值精度高的優(yōu)點(diǎn)，因而是的測(cè)值方法。

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

3、水滴角測(cè)試儀器可以量測(cè)哪些項(xiàng)目？

通常水滴角測(cè)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(cè)試。根據(jù)需求，可以將項(xiàng)目分開采購(gòu)。

4、水滴角測(cè)量?jī)x采購(gòu)時(shí)注意哪些事項(xiàng)？

水滴角測(cè)量?jī)x采購(gòu)時(shí)，一定要注意如下事項(xiàng)：

（1）該儀器的測(cè)試方法有哪些？

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

（3）被測(cè)樣品的大小尺寸是多少？水滴角測(cè)量?jī)x可以大測(cè)試多少大小的樣品？

（4）被測(cè)樣品是否需要測(cè)試很小滴水滴，如5nL，甚至皮升級(jí)（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(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)片？是否有紅寶石校準(zhǔn)球和陶瓷校準(zhǔn)桿？

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