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在玻璃表面處理研究中，接觸角測(cè)量?jī)x的關(guān)鍵作用
發(fā)布時(shí)間：2025-10-14 點(diǎn)擊次數(shù)：145
在手機(jī)制造、玻璃制造和表面處理等領(lǐng)域，玻璃表面的親疏水性是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它直接影響產(chǎn)品的防污能力、自清潔特性以及使用壽命。接觸角測(cè)量技術(shù)作為表面性能檢測(cè)的主要方法，通過測(cè)量液滴在固體表面形成的氣-液界面切線角度，為親疏水性評(píng)估提供了精確量化手段。
對(duì)于玻璃這類工業(yè)產(chǎn)品中常用的無機(jī)材料，研究人員通過參照自然界超疏水物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分，借助含碳、氟等元素的物質(zhì)，通過各種方法合成具有微米-納米二重粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能的有機(jī)-無機(jī)雜化涂層與基材結(jié)合，從而制備超疏水表面。在玻璃表面處理研究中，接觸角測(cè)量?jī)x發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
一項(xiàng)關(guān)于玻璃表面微結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其霧度和親疏水性調(diào)節(jié)的研究表明，通過調(diào)節(jié)酸蝕液中KCl的加入量，可以得到具有不同表面微結(jié)構(gòu)及表面粗糙度的蒙砂玻璃。酸蝕液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的KCl，可實(shí)現(xiàn)蒙砂玻璃表面較好的親水性，接觸角達(dá)20.9°，而玻璃原片的接觸角僅為47.5°。在蒙砂玻璃表面涂覆十三氟辛基三乙氧基硅烷，100℃下熱處理30 min，可實(shí)現(xiàn)蒙砂玻璃較強(qiáng)的疏水性，對(duì)水的接觸角達(dá)到124.3°。
另一項(xiàng)關(guān)于玻璃表面二氧化硅基超疏水膜的研究進(jìn)展表明，對(duì)于平板顯示、觸摸屏、太陽(yáng)電池蓋板、玻璃幕墻等應(yīng)用，解決既能滿足光學(xué)性能指標(biāo)，又能實(shí)現(xiàn)疏水性和抗污染性的問題尤為重要。
除了接觸角測(cè)量，北斗儀器接觸角測(cè)量?jī)x還能進(jìn)行表面能測(cè)量和潤(rùn)濕性分析。表面能測(cè)量方法包括Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法，Acid-Base Theory法，Wu harmonic mean法，Extended Fowkes法等。軟件中預(yù)裝37種液體數(shù)據(jù)庫(kù)，可自行建立液體性能參數(shù)，數(shù)據(jù)可直接調(diào)入用于表面能估算。通過測(cè)量可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力等參數(shù)。潤(rùn)濕性分析功能包括粘附功、鋪展系數(shù)、粘附張力的一鍵自動(dòng)分析，精度達(dá)0.001 mN/m。
為了獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，操作人員需要掌握一些關(guān)鍵技巧：
樣品準(zhǔn)備是關(guān)鍵，玻璃表面必須清潔，避免任何污染影響測(cè)量結(jié)果。對(duì)于超疏水表面，測(cè)量時(shí)需要使用超疏水針頭，以防止液滴粘附。
環(huán)境控制也很重要，穩(wěn)定的溫度和濕度條件可以避免液滴蒸發(fā)影響測(cè)量精度。
對(duì)于動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量，需要精確控制液滴的添加和撤回速度，以保證前進(jìn)角和后退角測(cè)量的準(zhǔn)確性。
基線校準(zhǔn)是確保測(cè)量準(zhǔn)確的重要步驟，軟件提供的自動(dòng)傾斜功能可以修正由于樣品傾斜或機(jī)臺(tái)傾斜時(shí)的差異。
此外，定期校準(zhǔn)儀器和使用合適的針頭尺寸（標(biāo)配0.5mm不銹鋼針頭，可選0.25mm超疏水針頭）也是保證測(cè)量精度的重要措施。
玻璃面板親疏水性能的精確分析已經(jīng)越來越重要，北斗儀器接觸角測(cè)量?jī)x以其精確的測(cè)量能力和豐富的分析功能，為研發(fā)和質(zhì)量控制提供了可靠手段。在材料科學(xué)迅猛發(fā)展的當(dāng)下，掌握表面特性就是掌握了產(chǎn)品創(chuàng)新的鑰匙。
