一种接触角测量方法的评估de译文

中北大学2014届毕业设计说明书第1页共7页毕业设计说明书英文文献及中文翻译学生姓名：学号：学院：专业：指导教师：2014年6月信息与通信工程学院光电信息工程李文强中北大学2014届毕业设计说明书第2页共7页一种接触角测量方法的评估摘要基于倾斜板测角（TPG）及人工降测角（CDG）技术使用多种可变润湿特性硅烷处理的玻璃表面对于威廉米平衡张力测量学（WBT）的一种系统比较被报道。WBT被认定为基准比较（黄金准则）。由TPG和CDG测量推进角度均符合相应的WBT统计测量协议。与此相反，从两个测角技术回推的角度系统地比WBT更优。关键词：接触角度测角，人工降测角，倾斜板技术，威廉米平衡中北大学2014届毕业设计说明书第3页共7页1引言研究者尝试着在研究表面现象的基础上应用接触角和润湿性（张力测量）的标准工具，然而在各种技术和仪器厂商之间，这些都经常面临着中一个艰难的选择。他们已开发了许多接触角测角方法。WBT已成为标准的和最流行的方法。在测角时，一个背光降（轮廓）为光学成像和角度通过在固-液接触的点用光学测角器（手动），或通过图像分析（计算机化）的压降（在左右两侧）来估计。威廉米平衡张力测量方法是沿着一个规则形状的物体（通常是一个板或圆筒），因为它被浸入或从润湿液体露出水面的周边润湿力。现代的电脑仪器，大大降低了劳动和测角和平衡技巧的主观性，但也有一些可以很容易被忽略的仪器设置和操作分析的微妙之处。例如，在测角，它必须建立下拉和表面之间的精确的基准，并选择正确的接触点。这两个方面相互交织，都要求观察者都需要观察者必须寻找向下滴在上面的小角度（不低于）在地平线上。否则，下跌的底部可以由地平线被裁剪并找到最大轮廓宽度变高而变的模糊不清。在威廉米平衡张力测量方法中，浮力校正需要对湿周和点液平面接触的准确掌握;这两者坚持试板或圆筒进入和退出的流体垂直。前进式和后退式接触角的测量分别是张力测量的重要方面，因为这是两个可再现的角度表征润湿。毫无疑问，威廉米平衡测量法是最准确和最主观的方法来测量工具。因为三相（固-液-气）线是在并行运动的，确保实现最大θA和最小θR的。因此，WBT是一种合理的选择，因为比较的测角方法的基准。广泛应用于商业仪器测量θA与θR两种测角方法是下降测角（CDG）和倾斜板（TPG）的测角技术。对于CDG，一滴保持在适当位置上的表面待用细针连接到注射器。前进通过微填充下降，前进的液体在表面上被读θA角度。从表面后退用下拉去除液体，最大θA和最小θR后退液体读取θR角度是有保证的逐渐增加音量增加或移除，分别直到角度没有变化观察。必须注意，与CDG用针直径是一个非常小的部分滴直径。我们已经发现，如果针直径大于几十微米的，滴形状可以显著影响并带来重大θa和θR的误差估计。TPG措施作为表面所研究的左右两侧倾斜相对于所述光轴在从尾部（后退）边缘上的压降和漏极的前端（前进）的边缘，以便液体积聚。最大θa和最小θrare被达到时的下降是在点“早期运动'时。也就是说，只是在当下拉推出的观察窗的时机。不用说，早期发现运动的关键是实验不便利。典型的补救措施正在调查一个特定的表面暗算倾斜角度观察到的接触角，以找到一个倾斜，而不是诱发降中北大学2014届毕业设计说明书第4页共7页滚动又足够大需要较小的增量增加或减少的倾斜不显著地改变左和右角度。因此，找到最大θA和最小θR是的测角方法的又一精妙之处，值得验证对WBT有严格的工作。系统比较滞后使用硅烷镀膜玻璃及硅晶片作为模型表面CDG和TPG测量WBT。用类似的方法制备表面和数以百计的接触角测量的多样性，兰德发现，WBT和TPG统计了相同的结果，而CDG的持续低估θA和高估θR。本文的主要目标通过比较测角技术(CDG)和TPG测量扩大对实际使用各种跨越广泛的水表面润湿性的威廉米张力测量方法。CDG中我们找到好的协议,在推进θα角度衡量,TPG和WBT确凿的实际结果。然而,与之前的发现结果相反,后退接触角θrCDG和TPG被发现来衡量系统抵消从从WBT测量和高度变量相对于θα测量。因此,这项一项有别于CDG和TPG的后退接触角和接触角精确测量。2材料与方法2.2张力测量学威廉米平衡张力测量学通过使用商业计算机控制仪器(CamtelCDCA100，伊斯顿，英国)使用电离子体流动净化玻璃覆盖层作为倾斜板。平衡通过标准权重来校准，从而能够计量局部重力变化。没有刻意配置恒温器以求平衡，所有报告在实验室环境正常温度下进行。此外也没有刻意去改变玻璃涂层的周长变化（假定很小但忽略不计）。解决方案是(大约10毫升)一次性聚苯乙烯烧杯的剂量(费舍尔)并且预先不计入杯中水界面张力的影响。增大和减小的接触角通过三个浸入或浮现的测量值中最后一个来计量分别使用方程修正浮力(extrapolationto零卷),f=Pγlvcosθ,f是锰产生的力、γ是水的表面张力为71.9在25mN/m、玻璃盖玻片(44.2毫米,厚度0.1毫米)和θ是推进(θa)和后退(θr)接触角。2.3测角术Tilting-plate进行测向术使用商用测角仪。tilting-plate测角仪的合成机器人吸入12Lof水包含在96-微量滴定板。十条用于可重复提示与流体转移到湿润(99%RH)分析，分发10L滴到测试表面的根基(见下文)放大镜的焦平面内举行。这些和TPG的其他方面都是在计算机控制下进行。专有算法提供以供应商被用来推断出接触角从降图像捕获抓帧器以设定的速度。通常300的速度图像捕获图像每6s后0.25秒延迟允许振动抑制下降。蒸发率下降不会湿室推断从水滴容量基中北大学2014届毕业设计说明书第5页共7页于图像分析)大约是25纯水/分钟。Θa是精度约为0.5度，基于重复测量相同的下降。分析室是恒温，当时下降±1度，通过计算机控制的电阻加热器。最高气温限制不是控制,而是浮动实验室温度、时而在夏季变化高达29度。因此,报道θa价值可能不是比1度更准确，基于考虑到的取样基础上,与水界面张力的变化。旋转测试下层举行,tilting-plate平台由计算机控制步进电机驱动的。下层被允许来平衡样品室环境中不少于30分钟在角测量之前。倾斜的平台是编程1度从水平到25度/s下降后沉积在表面上的机器人。120年代第一(20张)监控前进式的进化。Captive-drop测向术实施使用自建测角仪,。短暂,CDG涉及到捕获的测试表面上液滴细针连接到一个50L注射器。Θa或者θr是阅读计或撤回的水下降,分别。接触角测量的图像被a一台CCD相机时,可观察到的运动停止。3结果分析表1收集推进(θa)和消退(θr)接触角的表面改性的水硅烷处理玻璃盖玻片不同水的润湿性产生比较为目的的测向技术(见第二节)。图1比较测向术(TPG和CDG)WBT数据下降沿对角线对应技术完美的协议。检查数据趋势揭示θa测量测角方法与基于网络的培训里关闭协议(因此认为时准确的)但因为来自于威廉米平衡张力测量学，θr是更嘈杂和系统地抵消（因此认为不准确)。图1接触角测量的比较tilting-plate(TPG)captive-drop测向术(CDG)和Wilhelmy-balance张力测量学(WBT)中北大学2014届毕业设计说明书第6页共7页我们属性未能达到一个稳定的lower-boundθrtoathree-phase-line-pinning现象[4-6],requireswholesale下降运动克服能量障碍for-mation周长均匀下降。中北大学2014届毕业设计说明书第7页共7页4总结没有一个充分接触角特征润湿性表面。相反,一个最大的前进角θa和最低后退角θr是被要求,与亚稳接触的范围，这些两个边界之间的角度可以观察到的。一个重要的问题出现在详细的联系角度,选择接触角度分析方法技术提供了最准确的后退式接触角以及精确的措施。由tilting-plateθa测量测向术的比较和测向术,威廉米平衡测角法确认了统计θa方法之间的协议。但是,θr测量TPG和CDG系统化弥补基准WBT和波动性展出。