光學(xué)接觸角測量儀通過高分辨率成像與圖像分析技術(shù)，精準測定液滴在固體表面的接觸角，從而評估材料的潤濕性、清潔度、涂層均勻性或表面能，廣泛應(yīng)用于新材料研發(fā)、半導(dǎo)體、生物醫(yī)學(xué)及質(zhì)檢領(lǐng)域。光學(xué)接觸角測量儀的測量精度可達±0.1°，但對操作細節(jié)敏感。只有規(guī)范使用，才能確保數(shù)據(jù)真實可靠。
一、實驗前準備：環(huán)境與樣品處理
環(huán)境控制：在無振動、無氣流、恒溫（23±2℃）、低濕度（＜60%RH）的實驗臺操作，避免液滴蒸發(fā)或晃動；
樣品清潔：待測表面需清洗（如超聲清洗+等離子處理），去除油污、灰塵或氧化層，確保表面均一；
液體選擇：常用去離子水、乙二醇，液體需新鮮、無氣泡，注射針頭潔凈無殘留。
二、設(shè)備校準與參數(shù)設(shè)置
水平校準：使用內(nèi)置電子水平儀或外置水平尺，調(diào)節(jié)底座腳螺絲，確保樣品臺絕對水平；
鏡頭對焦：放置標準校準片（如已知角度的硅片），調(diào)整變焦與光源亮度，使液滴輪廓清晰銳利；
軟件設(shè)置：
選擇合適算法（Young-Laplace擬合適用于高精度，切線法適用于快速篩查）；
設(shè)定幀率（靜態(tài)測量1-5fps，動態(tài)前進/后退角可設(shè)高速錄像）；
啟用自動基線識別，減少人為誤差。
三、液滴沉積與圖像采集
針頭定位：將微量進樣針垂直對準樣品表面，針尖距表面約1-2mm；
液滴體積控制：通常2-5μL（過大易鋪展，過小易蒸發(fā)），使用高精度注射泵確保重復(fù)性；
平穩(wěn)釋放：緩慢推出液滴，避免沖擊導(dǎo)致初始形變；
即時拍攝：液滴接觸表面后1-3秒內(nèi)完成圖像捕捉（尤其對吸水性材料）；
多點測量：同一材料至少測5個不同位置，取平均值，排除局部缺陷干擾。
四、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果驗證
手動修正：若自動擬合偏差大，可微調(diào)基線或輪廓點；
記錄環(huán)境參數(shù)：同步標注溫度、濕度、液體批號及樣品處理方式；
交叉驗證：對關(guān)鍵樣品，可結(jié)合表面能計算或多液體法（OWRK模型）提升可信度。
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