[发明专利]一种液固接触角的测量装置、方法与系统

说明书

本发明提供了一种液固接触角的测量装置、方法与系统，包括：压力控制及测量系统、承载试验液体的容器、具有孔的待测试件、观测系统和计算装置；所述压力控制及测量系统装置通过导管与所述承载试验液体的容器连接；所述具有孔的待测试件放在承载试验液体的容器上方。本发明涉及一种液固接触角的测量装置、方法与系统，压力控制及测量系统装置通过导管与承载试验液体的容器连接的方式，将具有孔的待测固体材料试件放在承载试验液体的容器上方，可以精确的在待测固体材料试件表面形成液泡，精确的记录液泡破裂或不能维持稳定形态时的压强，并通过获取的压强值计算出液固接触角，克服了传统的接触角测量方法很难精确测量接触角的问题。

技术领域

本发明涉及测量液固接触角的方法，可用于各类疏、亲水材料的制备及检测，具体涉及一种液固接触角的测量装置、方法与系统。

背景技术

接触角(contact angle)是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。

现有最常用、最准确的接触角测量方法主要基于直接测量法，即将液滴直接滴于固体样品表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像，再运用数字图像处理和一些算法将图像中液滴的接触角计算出来。

传统的接触角测量方法往往需要将液滴与固体表面接触处的法线拟合出来，然而接触角对固体表面的粗糙度、清洁度等因素十分敏感，想要精确地拟合出液面的法线十分困难，尤其是相机给出的液滴外形图像中，液滴与固体表面接触点的精确位置较难确定，测量接触角的准确程度往往取决于拟合误差，因此传统方法测量的接触角的误差往往较大。另外，当液滴尺寸要求精度高时，显然传统的接触角测量方法很难测量要求精确度小的液滴与固体表面的接触角。

发明内容

本发明为解决上述传统的接触角测量方法很难测量要求精确小时的接触角的问题，一种液固接触角的测量装置，包括：压力控制及测量系统、承载试验液体的容器、具有孔的待测试件、观测系统和计算装置；

所述压力控制及测量系统装置与所述承载试验液体的容器连接；

所述具有孔的待测试件放在承载试验液体的容器上方；

所述观测系统装置与所述待测试件置于同一水平面，用于观察液泡改变时的形态并记录液泡改变时的压强；

所述计算装置用于根据记录的压强与所述待测试件中的孔的半径计算液固的接触角。

优选的，所述具有孔的待测试件包括：

第一待测试件和/或第二待测试件；

所述第一待测试件用于测试亲液时的液固接触角；

所述第二待测试件用于测试亲液时或疏液时的液固接触角。

优选的，所述第一待测试件或第二待测试件，放在承载试验液体的容器上方并密封。

优选的，所述承载试验液体的容器为水池；

所述孔的孔位在容器开口上方。

优选的，还包括导管；所述压力控制及测量系统装置通过所述导管与承载试验液体的容器连接。

一种液固接触角的测量方法，所述方法包括：

将位于承载试验液体的容器中的待测液体从待测试件表面的孔进行挤压，形成液泡；

记录所述液泡形态改变时的压强；

根据所述压强和所述待测试件表面孔的半径计算获得所述待测液体在所述待测试件表面的接触角。

优选的，所述将位于承载试验液体容器中的待测液体从待测试件表面的孔进行挤压，形成液泡之前还包括对待测试件和待测液体进行亲疏判断；