一、滾動角的定義與測試

 

　　滾動角是指液滴在傾斜的表面上滾動時，液滴形態(tài)改變的臨界角度。簡言之，滾動角描述了液滴在表面上開始自由滾動的最小傾斜角度。當(dāng)液滴接觸到傾斜的表面時，隨著傾斜角度的增大，液滴會受到重力的作用，逐漸從表面上滑動或滾動。液滴開始滾動的那一瞬間所對應(yīng)的傾斜角度就是滾動角。

 

　　測試滾動角的步驟：

 

　　1.準(zhǔn)備樣品：首先，選擇要測試的固體表面并清潔干凈。常見的測試樣品包括金屬、塑料、玻璃等。

 

　　2.滴水測試：在表面上滴加一定量的液體，通常使用水或其他適宜的液體，如甘油、乙醇等。液滴大小應(yīng)保持一致，以便測試的準(zhǔn)確性。

 

　　3.調(diào)整角度：將待測表面安裝在測量儀的測量平臺上，并逐步改變平臺的傾斜角度。使用儀器觀察液滴的形態(tài)變化。

 

　　4.記錄滾動角：當(dāng)液滴開始沿表面滾動時，記錄此時的傾斜角度。該角度即為滾動角。儀器可以自動記錄和顯示此數(shù)據(jù)。

 

　　滾動角的意義：

 

　　滾動角常用于評估表面的自清潔性和潤滑性能。較小的滾動角意味著液滴在表面上容易滾動，表面潤濕性好，通常與疏水性表面相關(guān)。反之，較大的滾動角則意味著表面較為親水，液滴不容易滾動。

 

　　二、滯后角的定義與測試

 

　　滯后角是液滴從接觸狀態(tài)到滾動狀態(tài)的過渡過程中，液滴形態(tài)發(fā)生變化時的角度。它描述的是液滴在傾斜表面上滑動過程中，由于表面粗糙度、表面能等因素的影響，液滴的接觸角發(fā)生變化的現(xiàn)象。滯后角一般是在液滴開始滾動前的一個過渡角度。

 

　　測試滯后角的步驟：

 

　　1.滴水和靜態(tài)角度測量：同樣，先在表面上滴加液滴，并測量液滴在靜止?fàn)顟B(tài)下的接觸角。靜態(tài)接觸角可以通過水滴角測量儀的光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)確測量。

 

　　2.傾斜表面測試：將表面逐漸傾斜，觀察液滴的接觸角變化。隨著表面角度的變化，液滴的接觸角通常會減小或增大，形成一個變化過程。

 

　　3.記錄滯后角：當(dāng)液滴開始滾動時，記錄此時液滴與表面之間的接觸角。這個角度與液滴靜態(tài)接觸角之間的差異就是滯后角。

 

　　滯后角的意義：

 

　　滯后角反映了液滴在滾動過程中表面和液體之間的摩擦力、粘附力等因素。滯后角較大通常意味著表面存在較強的粘附力，液滴不易滾動；而滯后角較小則說明液滴滾動較為容易，表面較為光滑，潤濕性較好。

 

　　三、滾動角與滯后角的關(guān)系

 

　　滾動角和滯后角雖然描述的是液滴在表面上的不同狀態(tài)，但它們之間是相互關(guān)聯(lián)的。滾動角和滯后角的大小可以提供關(guān)于表面性質(zhì)的關(guān)鍵信息。例如，低滾動角和低滯后角常常出現(xiàn)在超疏水性表面上，這些表面具有優(yōu)異的自清潔性和防水性能。而較高的滾動角和滯后角則可能出現(xiàn)在表面粗糙或存在強吸附力的材料上。

 

　　四、應(yīng)用實例

 

　　水滴角測量儀的滾動角和滯后角測試可以廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

 

　　1.材料科學(xué)：通過測試不同材料表面的滾動角和滯后角，可以評估材料的潤濕性、疏水性或親水性，進而優(yōu)化其表面處理工藝。

 

　　2.涂層技術(shù)：在涂層行業(yè)，測試涂層表面的滾動角和滯后角有助于研究涂層的自清潔性、防污性等性能。

 

　　3.生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：在生物醫(yī)學(xué)研究中，通過測量儀測試生物材料的表面特性，幫助開發(fā)新型醫(yī)療器械或生物材料。

 

　　4.電子和光學(xué)產(chǎn)品：測試顯示屏、光學(xué)鏡片等表面的潤濕性，以優(yōu)化其使用性能和耐用性。