一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试装置及方法，属于界面化学分析测试技术领域。其安装有主顶视摄像系统，采用两次计算方程组的方式，利用3D接触角液滴高度不变的特性，使用阿莎算法，测试得到顶视条件下固体材料的真实3D接触角值，可以为3D打印、晶圆光刻蚀流程、高分子材料、先进材料的研究提供可靠的材料分析工具，测值精度高，操作方便，具有非常高的推广价值。

A Measuring Device and Method for Measuring 3D Contact Angle of Solid Material by Top View Method

【技术实现步骤摘要】
一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试装置及方法
本专利技术涉及一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试装置及方法，属于界面化学分析测试

技术介绍
接触角是表征材料物理化学性质的重要指标之一。由于材料本身客观存在的表面精糙度、化学多样性以及异构性的存在，以及被测试样品上表面的水平度问题，导致了98%甚至更高百分比的被测试固体样品表面的水滴形成的接触角轮廓通常是不规则的。目前学术界或市场上测试接触角值通常是2D条件下侧视接触角值，即通过侧视条件下测试某随机视角下的角度值。商业化的仪器中，德国Kruss以及德国Dataphysics公司等提供了顶视条件下测试固体接触角的装置。但是，其测值仅仅提供了一个轴对称假设条件下的角度值，而非360度辐射条件下不同宽度位置的接触角值。德国Kruss提供了一种顶视条件下的接触角测试装置，其核心技术是通过特殊的光路折射的方法计算得到角度值，仅能够测试3.5－75°范围的角度值，分析范围太小，无法满足绝大多数情况下固体材料物理测试的应用需求。1997年，O.I.delRıBoandA.W.Neumann，在《JOURNALOFCOLLOIDAN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试方法，其特征在于:通过喷射针头在固体表面喷射一个微升级的液滴，记录下液滴的体积，将液滴的顶视轮廓捕捉成图像并保存于电脑；对液滴顶视轮廓边缘进行查找，得到边缘所有坐标点数据，记为Xn/Yn，再将所有边缘坐标点进行最小二乘优化，得到中心点位置以及以该中心点为中心360°辐射的不同的宽度值，记为xn；以喷射的液滴的体积值和如上最小二乘优化得到的轮廓拟合圆方程得到的宽度值xn作为边界条件，采用龙格库拉法求解，达到边界条件后，得到相应的接触角值（θ）和高度值（Z），此接触角值为最优接触角值；利用液态探针液体的流动性特质，如上第一次最小二乘得到的高度值（Z）在沿...

【技术特征摘要】
1.一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试方法，其特征在于:通过喷射针头在固体表面喷射一个微升级的液滴，记录下液滴的体积，将液滴的顶视轮廓捕捉成图像并保存于电脑；对液滴顶视轮廓边缘进行查找，得到边缘所有坐标点数据，记为Xn/Yn，再将所有边缘坐标点进行最小二乘优化，得到中心点位置以及以该中心点为中心360°辐射的不同的宽度值，记为xn；以喷射的液滴的体积值和如上最小二乘优化得到的轮廓拟合圆方程得到的宽度值xn作为边界条件，采用龙格库拉法求解，达到边界条件后，得到相应的接触角值（θ）和高度值（Z），此接触角值为最优接触角值；利用液态探针液体的流动性特质，如上第一次最小二乘得到的高度值（Z）在沿中心360度辐射条件下形成的不同宽度xn的高度值与此高度值完全相等，以各宽度xn和高度值（Z）作为边界条件，得到各自的3D接触角值θn，通过统计方法，得到3D接触角的概率分布以及标准差。2.根据权利要求1所述的一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试方法，其特征在于:对于接触角大于90度的液滴，按如下步骤进行优化；探针液体装入一个石英玻璃制成的方形容器中，将被测试固体样品旋转于该石英玻璃方形容器中，在固体材料的上喷射一个气泡并记录下体积V，此时，气泡与固体材料形成的接触角值小于90度，通过第一次拟合非轴对称顶视气泡轮廓得到接触角值与相应的高度值Z，再第二次拟合得到非轴对称顶视气泡的3D接触角值。3.根据权利要求2所述的一种顶视法测试固体材料3D接触角值的测试方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：施建辉，
申请(专利权)人：上海梭伦信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31