【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流体界面，特别是涉及一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置。
技术介绍
1、当液体在固体表面铺展并取代固体表面气体的过程称为润湿，润湿性则被用来衡量液体在固体表面铺展能力大小。
2、润湿性最常用的表征参数为接触角(θ，0°<θ<180°)，接触角的定义为液/固界面与液体在三相线处切线间的夹角，也称为静态接触角。静态接触角成立的前提，需要假定固体表面为光滑、均质、惰性、洁净，但实际情况难以满足，因此实际接触角会在前进接触角(θa)和后退接触角(θr)间波动，进而导致润湿性评估不精确。
3、此外，在实际情况中，液/固两相间的润湿往往为动态润湿，例如凝固过程中的固-液两相间润湿，并且动态润湿性也要依靠前进接触角和后退接触角来分析。因此，准确测量前进接触角和后退接触角在科学和工程上都有重要的意义。
4、润湿性对于液体在固体表面的粘附、铺展、脱离等行为尤为重要，诸多领域都会通过调控润湿性来满足实际需要。例如，在钢铁冶炼过程中，氧化物夹杂和钢液间的润湿性越差越好，有助于除杂。再例如，在钎焊过程中，被焊工件和钎料间的润湿性越好越佳，有利于钎料的铺展。
5、近年来，强磁场作为一种非接触性的超能物理场，因其对置于其中的物质有多种超强的力、磁、能耦合效应，使其在材料加工、冶金过程、化学生产、物理研究及医学检查等领域的研究及应用已较为普遍。
6、近期研究也表明，强磁场会对液/固两相间的润湿性产生显著的影响，但相关研究仍然停留在现象发现阶段，对于其内在的机制尚不清
7、目前，用于测量前进接触角和后退接触角的方法，主要包括基于座滴法的加减液滴法和倾斜板法。针对加减液滴法来说，由于在测量过程中毛细管的加入/移走及液滴体积的增大/减小都会带来较大的测量误差，因此借助倾斜板法测量前进接触角和后退接触角更为普遍和可靠。
8、现阶段，在采用倾斜板法时，需要由人工或电机驱动倾斜板转动，导致精度和可重复性一般。若在强磁场环境下，人工驱动倾斜板转动时，强磁场必然会对人体产生健康方面的影响；而电机驱动倾斜板转动时，强磁场会将电机磁化，导致电机失效，从而无法开展测量。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，基于倾斜板法进行设计，采用液压驱动方式，可在强磁环境下精确、稳定的测量液滴的前进接触角和后退接触角，可用于分析强磁场对液/固两相间润湿性的作用效果和相关机制。本专利技术还具有结构可靠稳定、测量精度高、温度范围广、气氛环境多样、适用于多种液/固体系等特点，有效弥补了强磁场下前进接触角和后退接触角无法可靠测量的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，包括载物台、液压支撑杆、支撑轴、支撑台、支撑架、ccd相机、平行光源及强磁场发生设备；所述支撑轴水平固装在支撑架上；所述支撑台位于支撑轴斜下方，支撑台固定安装在支撑架上；在所述载物台中心水平设有轴孔，所述载物台通过中心轴孔穿套在支撑轴上，载物台相对于支撑轴具有转动自由度；所述ccd相机和平行光源沿支撑轴的轴向分布在载物台两侧；所述液压支撑杆的缸筒底端与支撑台相铰接，液压支撑杆的活塞杆顶端与载物台边部相铰接；所述载物台位于强磁场发生设备的强磁场范围内。
3、在所述支撑轴上固定设有指针，在所述载物台轴孔周向的侧立面上设有角度测量标尺，角度测量标尺的中心点与支撑轴及载物台轴孔的圆心相重合，指针的长度方向延长线经过角度测量标尺的中心点。
4、在所述载物台顶部设有间距可调式夹具，间距可调式夹具之间用于夹持固定测试用固相基板，测试用固相基板与载物台平行分布，测试用固相基板上表面用于放置测试用液滴。
5、所述测试用固相基板包括但不限于金属基板、陶瓷基板及半导体基板。
6、所述测试用液滴包括但不限于纯液体、溶液及金属熔体。
7、所述液压支撑杆配套有液压控制系统，液压支撑杆通过液压油路接入液压控制系统，在液压油路外部包覆有保温层。
8、所述强磁场发生设备中用于产生强磁场的强磁体采用电磁体或永磁体，强磁体的形状为环形、蹄形或条形，强磁体的构型采用对置式磁体构型或单面式磁体构型。
9、所述强磁场发生设备产生的强磁场为连续可调的稳恒磁场或时变磁场，强磁场的磁感应强度范围为0.01t～20t。
10、当所述强磁场为稳恒磁场时，磁场方向为纵向或横向；当所述强磁场为时变磁场时，磁场频率范围为0.01hz～2000hz。
11、所述载物台还配套有环境模拟设备，环境模拟设备用于提供真空环境、保护气氛环境及温度环境。
12、本专利技术的有益效果：
13、本专利技术的强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，基于倾斜板法进行设计，采用液压驱动方式，可在强磁环境下精确、稳定的测量液滴的前进接触角和后退接触角，可用于分析强磁场对液/固两相间润湿性的作用效果和相关机制。本专利技术还具有结构可靠稳定、测量精度高、温度范围广、气氛环境多样、适用于多种液/固体系等特点，有效弥补了强磁场下前进接触角和后退接触角无法可靠测量的问题。
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1.一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：包括载物台、液压支撑杆、支撑轴、支撑台、支撑架、CCD相机、平行光源及强磁场发生设备；所述支撑轴水平固装在支撑架上；所述支撑台位于支撑轴斜下方，支撑台固定安装在支撑架上；在所述载物台中心水平设有轴孔，所述载物台通过中心轴孔穿套在支撑轴上，载物台相对于支撑轴具有转动自由度；所述CCD相机和平行光源沿支撑轴的轴向分布在载物台两侧；所述液压支撑杆的缸筒底端与支撑台相铰接，液压支撑杆的活塞杆顶端与载物台边部相铰接；所述载物台位于强磁场发生设备的强磁场范围内。
2.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：在所述支撑轴上固定设有指针，在所述载物台轴孔周向的侧立面上设有角度测量标尺，角度测量标尺的中心点与支撑轴及载物台轴孔的圆心相重合，指针的长度方向延长线经过角度测量标尺的中心点。
3.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：在所述载物台顶部设有间距可调式夹具，间距可调式夹具之间用于夹持固定测试用固相基板，测试用固相基板与载物台平行分布，测
4.根据权利要求3所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述测试用固相基板包括但不限于金属基板、陶瓷基板及半导体基板。
5.根据权利要求3所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述测试用液滴包括但不限于纯液体、溶液及金属熔体。
6.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述液压支撑杆配套有液压控制系统，液压支撑杆通过液压油路接入液压控制系统，在液压油路外部包覆有保温层。
7.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述强磁场发生设备中用于产生强磁场的强磁体采用电磁体或永磁体，强磁体的形状为环形、蹄形或条形，强磁体的构型采用对置式磁体构型或单面式磁体构型。
8.根据权利要求7所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述强磁场发生设备产生的强磁场为连续可调的稳恒磁场或时变磁场，强磁场的磁感应强度范围为0.01T～20T。
9.根据权利要求7所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：当所述强磁场为稳恒磁场时，磁场方向为纵向或横向；当所述强磁场为时变磁场时，磁场频率范围为0.01Hz～2000Hz。
10.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述载物台还配套有环境模拟设备，环境模拟设备用于提供真空环境、保护气氛环境及温度环境。
...【技术特征摘要】
1.一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：包括载物台、液压支撑杆、支撑轴、支撑台、支撑架、ccd相机、平行光源及强磁场发生设备；所述支撑轴水平固装在支撑架上；所述支撑台位于支撑轴斜下方，支撑台固定安装在支撑架上；在所述载物台中心水平设有轴孔，所述载物台通过中心轴孔穿套在支撑轴上，载物台相对于支撑轴具有转动自由度；所述ccd相机和平行光源沿支撑轴的轴向分布在载物台两侧；所述液压支撑杆的缸筒底端与支撑台相铰接，液压支撑杆的活塞杆顶端与载物台边部相铰接；所述载物台位于强磁场发生设备的强磁场范围内。
2.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：在所述支撑轴上固定设有指针，在所述载物台轴孔周向的侧立面上设有角度测量标尺，角度测量标尺的中心点与支撑轴及载物台轴孔的圆心相重合，指针的长度方向延长线经过角度测量标尺的中心点。
3.根据权利要求1所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：在所述载物台顶部设有间距可调式夹具，间距可调式夹具之间用于夹持固定测试用固相基板，测试用固相基板与载物台平行分布，测试用固相基板上表面用于放置测试用液滴。
4.根据权利要求3所述的一种强磁场下前进接触角和后退接触角测量装置，其特征在于：所述测试用固相基板包括但不限于金属基板、陶瓷基板及半...
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