水滴角测量仪的测量

    固体材料的物理化学性质常用的测试指标为接触角值。

    为了将测试数据进行可比较或对固体材料的性质进行规范、统一的评估；

    通常采用水接触角值也称为水滴角值来表征固体材料的性质。

    而测试水滴角的分析测试仪器即为水滴角测量仪。

    水滴角测量仪测值的核心应包括：

    1、水滴角测量仪测值水滴角值时采用何种水？

    或探针液体所用的水的表面张力值是多少？是否稳定？

    通常情况下采用二次蒸馏水作为测试水滴角值的探针液体。

    众所周知，温度不同，水的表面张力值通常也会变化。

    20度时，二次蒸馏水的表面张力值为72.8mN/m，25度时蒸馏水的表面张力值为72mN/m。

    因而，采用水滴角测试仪测得的水接触角值或水滴角值因不同的表面张力值的探针蒸馏水而略有不同。

    同时，使用过十万分之一分析天平作为核心称重传感器的表面张力仪的用户会知道；

    如果水受污染（比如将手指放入到测试蒸馏水中），表面张力值会有明显变化；

    即水的表面张力值测试很敏感，非常容易受到污染；

    因而此时如果用污染后的只有65mN/m左右的蒸馏水去测试固体材料的接触角值时，测值结果与标准的蒸馏水表面张力值为72mN/m时，会存在明显的区别。

    2、水滴角测试仪的基本原理是什么？

    目前市场上有很多自称是“水滴角测量仪”的分析仪器；

    通常这些仪器是将卧式显微镜或平整度分析仪增加一个进液装置后，再采用简单的量角度软件（如圆拟合分析工具、椭圆拟合分析工具）进行测量。

    通过如上描述，用户就会明显看出，这样的仪器只能是基于显微镜的一个量测二维条件下的水滴轮廓的角度的工具而已。

    如上所述，水滴角值是表征固体材料物理化学性质值，这个值属于物理化学领域。

    且由于如下固体材料客观存在的原因：

    （1）表面粗糙度：导致各视角条件下角度可能有不同；

    （2）化学多样性：比如生锈的铁锈位置与没有生锈的位置，膜表面的不均匀等等；

    （3）异构性：表面的晶体生长方向、如水稻叶表面一张的经纬方向不同等。

    造成了客观存在的侧视条件下测试水滴角值时在三维角度下易形成的左、右、前、后各位置的不同接触角值的变化。

    举例而言，晶圆表面蚀刻后形成的纳米级的结构易造成不同视角下的接触角不同；

    液晶防指纹效果中表面镀膜不均匀造成的角度变化；

    PCB板滴液时水滴横跨了铜片和树脂基板等造成角度变化等；等离子清洗后没有清洗干净造成一滴水滴左、右也存在角度变化等等。

    这些均事实上对水滴角的测量提出了非常高的要求；

    因而，也不是7000元左右的卧式显微镜或平整度分析仪改制而来的国产的或一些进口“接触角测量仪”厂商所认为的这么简单。

    不深究水滴角测试仪、预算有限的用户很容易被这些销售人员以各种方法所所利诱。

    对于如上因素综合作用下的水滴角测量而言，其基本的原理应为：

    （1）综合考虑重力、表面张力、接触角并进而分析出相应的角度值；

    （2）能够分析3D条件下或精准判断左、右角度值的变化。