水滴角是评估材料表面润湿性的关键参数,指水滴在固体表面形成的气-液-固三相接触角。水滴角测量仪通过ADSA-RealDrop®算法的Young-Laplace方程拟合法,精确计算接触角值(±0.1°),结合遮光板与UV滤光技术,可量化表面张力(72.8mN/m基准)及污染物残留,为电子制造、光学镀膜等行业提供清洁度分级依据。
专为大尺寸样品设计,配备300mm行程平台,支持PCB、触控屏表面清洁度多点扫描。集成纳升级进液系统(0.02μL精度)、工业远心镜头及CAST®3.0软件,可同步分析动态接触角、液-液界面张力(悬滴法),符合清洁度检测标准。
技术参数 | 定义/功能 | 水滴角测量仪关联应用 |
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接触角 | 固-液-气三相界面切线夹角,表征材料润湿性 | 通过水滴角测量仪高精度光学成像(±0.1°)量化表面清洁度 |
水滴角 | 以水为测试液体的接触角值 | 专用水滴角测量仪需搭载ADSA-RealDrop®拟合Young-Laplace方程算法,基于第一性原理,符合ASTM D5946电晕处理膜检测标准 |
表面自由能 | 色散力/极性力/氢键力分量 | 水滴角测量仪CAST®3.0软件内置12种模型,用于PCB焊盘污染物类型分析 |
行业 | 典型应用 | 水滴角测量仪技术方案 |
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电子制造 | PCB/芯片表面清洁度、LCD偏光片镀膜效果 | 300mm晶圆兼容平台 + 多点扫描,接触角波动<0.5°判定为A级洁净 |
新材料研发 | 碳纤维-树脂结合力、超疏水涂层(滚动角<10°) | 纳升级滴定系统(0.02μL) + 动态铺展分析(100fps高速摄像) |
医疗器材 | 人造骨润湿性、导管抗生物膜性能 | 生物安全样品舱 + 表面自由能极性分量(γ^P>35mJ/m²抑菌标准) |
包装印刷 | 铝箔亲水性(θ<30°)、食品包装膜防雾涂层 | UV老化模拟模块 + ISO 15989合规报告生成 |
标准代码 | 检测对象 | 水滴角测量仪配置要求 |
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ASTM D 724 | 纸张表面润湿性 | 曲面校正技术 + 自动水平校准,适配吸水性材料测试 |
ASTM D 5946-2004 | 电晕处理聚合物薄膜 | 遮光板 + 石英柔光光源,接触角重复性误差≤0.5° |
ISO 15989 | 塑料薄膜电晕处理效果 | 工业级远心镜头(0.35-4.5X变焦) + 温控模块(-20~200℃) |
——高精度表面清洁度与界面化学分析系统
模块 | 技术特性 | 水滴角测量优势 |
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9维超稳定位 | 交叉线性导轨(软件控制±0.5μm)+航空铝一体化机身,振动抑制<0.1μm | 支持300mm晶圆表面360°旋转扫描,水滴角重复性误差≤0.3°(ISO 15989) |
纳米级液滴控制 | 纳升喷射针头或PTFE超疏水针头+0.02μL注射泵,适配10nL超微量滴定 | 精准测量超疏水表面(θ>150°)接触角,液滴转移成功率>99% |
智能水平校准 | 4级水平调节系统(镜头/样品台/整机/软件补偿),倾斜误差<0.001° | 保障PCB焊盘、曲面屏等复杂工件的水滴角测量水平基准 |
模块 | 技术特性 | 水滴角测量应用 |
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工业级光学链 | 0.35-4.5X远心镜头(畸变<0.08%)+可调LED冷光源(460nm) | 识别0.5μm级表面缺陷,兼容半导体封装前清洁度检测 |
高速动态捕捉 | 德国原装87fps相机(标配),可选1000fps模块(GigE接口传输) | 记录液滴铺展/回缩全过程(25fps),分析等离子清洗后表面能动态变化 |
环境干扰屏蔽 | 遮光片+UV滤光镜头组合,背景噪点降低90% | 强光环境下稳定执行医疗导管、光学镜片等高反光表面水滴角测量 |
功能模块 | 技术特性 | 清洁度检测应用 |
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多模态算法库 | 7种接触角算法+20种曲线拟合技术(含ADSA-RealDrop®优化版Young-Laplace方程) | 动态追踪清洗剂残留导致的接触角滞后(Δθ>5°预警污染) |
表面能解析系统 | 12种自由能模型(含Acid-base理论),预载800种液体数据库 | 通过极性力分量(γ^P)区分有机/无机污染物类型,符合IPC-A-610电子清洁度标准 |
全流程自动化 | 一键生成PDF报告(含接触角热力图、三维表面能分布) | 晶圆封装前洁净度分级(θ≤30°为A级),数据可追溯至FDA 21 CFR Part 11 |
特殊场景适配 | 曲面校正+单纤维测试模块,支持凹凸面/纤维束接触角分析 | 碳纤维复合材料润湿性评估,接触角波动<1°判定树脂浸润合格 |
认证标准 | 核心参数 | 水滴角测量仪配置方案 |
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ASTM D5946 | 电晕处理膜接触角测试 | 遮光环境舱+温控模块(-20~200℃) |
ISO 15989 | 塑料薄膜水接触角测量 | 300万像素高速相机+自动旋转平台 |
企业定制 | 医药/食品行业生物相容性检测 | 无菌样品舱+生物安全级进样系统 |
技术参数
以下标注“*”的为各型号主要区别之处。
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SL200L |
SL200L+ |
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仪器外观图 |
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相关型号主题词 |
标准型接触角测量仪
/界面张力仪 |
大行程型接触角测量仪
/界面张力仪 |
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硬件配置及指标 |
样品台控制 |
水平X移动 |
手动 行程:
可升级至最大300mm行程 |
自动 行程:10
可升级为最大300mm行程 |
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水平Y移动 |
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上下Z移动 |
手动 |
手动
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样品台旋转 |
无,需选购SL200K系列 |
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水平调整 |
手动微调钮控制样品台水平、整机水平调整、镜头水平调整 |
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样品台 |
50* |
50* |
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可放置最大样品 |
250(W)*∞(L)*50(H)mm |
250(W)*∞(L)*50(H)mm |
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其他控制 |
针管XY移动 |
行程:
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进液控制Z:移液 |
手动 行程:
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手动 行程:12.5 精度:0.01mm
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镜头水平控制 |
一维俯仰调整 带锁死功能 |
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遮光片技术 |
* 有 需另选购 |
* 有 需另选购 |
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配件 |
可选购:
专业纤维夹具、专业薄膜、植物叶片夹具,可用于分析纤维或表面不平整样品的接触角值。 |
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进样器 |
型号 |
* 手动注射泵 |
* 自动注射泵 |
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标配精度 |
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0.02uL注射泵 |
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移液方式 |
* 手动控制移液操作 |
* 自动控制移液操作 |
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针头 |
专业可替换针头进样针管,包括 |
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成像系统 |
镜头 |
工业连续放大镜头 0.35-4.5X 有效像素:35 -450 pixel/mm |
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相机 |
1、工业级黑白USB2.0摄像机;
2、分辨率:752*480(标准视频WVGA格式);(可选130万像素、300万像素、500万像素或更高清的摄像机)
3、图像速度:87-340帧/秒;(可选100帧/秒、300帧/秒、1000帧/秒或更高)
4、标准制式图片格式转换,无图像变形;
5、通讯接口:USB2.0 无兼容性问题/可选1394接口相机 |
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光源系统 |
可调亮度单色冷光LED光源,接触角图像边缘更清晰 |
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软件系统 |
测试液滴状态,共5种:悬滴法(Pendant Drop)、停滴法(Sessile Drop)(2/3态)、气泡虏获法(Captive Drop)、插板法、振荡滴法(oscillating drop)等。 |
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接触角计算方法,共两类7种以上: |
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接触角数据取得方式:全自动测值和人工修改相结合。按“测试”,软件自动完成拍照-查找敏感点-计算接触角值-显示计算结果,整个过程无须人工干预,以降低人为因素影响。 |
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接触角量测技术:数学模型拟合与真实液滴外廓实际量测相结合,解决非对称图像测值问题 |
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自动曲面修正:上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正; |
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动/静态接触角测试,可测试前进/后退角/倾斜角和滚动角值 |
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拍摄图像方法:单张或25帧/秒连续拍摄 更高速度需选购相应速度相机如60帧、100帧、1000帧速度的相机。 |
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双软件触发技术,可用于测试粉体、纸张以及其他吸水性材料分析时的第一时间点接触角取得,也可用于小接触角测值全过程拍摄。 |
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左右接触角值分别计算与比较功能,软件自动求取平均接触角 |
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自动生成曲线图,可实时观测接触角的变化情况 |
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数据库管理功能:数据与图像一一对应,备份、压缩、导出EXCEL表格,测值以及曲线拟合结果均可保存到导出的图片上,直观明了。 |
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视频录相功能:录制AVI格式影视图像,可用于PPT文件制作。 |
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多达12种表面自由能估算模型,包括:
Equation of State ( Neumann et al. )、Good-Girifalco、Owen-Wendt-Rabel、Simple Fowkes、Extended Fowkes、WU法1-2、Schultz法1-2、Acid-base(Van OSS & Good)、Jhu、Zizman临界表面张力法等共12种表面自由能估算方法,不但能分析低能固体表面,也能分析高能固体表面,以及他们的分布(色散力、极性力、氢键值、路易斯酸碱等) |
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强大的可润湿性分析功能(Wetting Behavior Analysis WBA分析) |
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自动液滴量、粘附功、一液法表面自由能分析功能,可用于测试薄膜表面张力值,可替代达因笔的测试功能 |
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通用性指标 |
接触角测试范围 |
0°<θ<180° |
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读值分辨率 |
0.01° |
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测试精度 |
±1° (θ/2 法) ±0.1°圆拟合法 |
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界面张力测试范围 |
0.001-2000mN/m |
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界面张力测试分辨率 |
0.001mN/m |
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界面张力测试方法 |
BA表(select plane)、Young-Laplace拟合技术(第四代) |
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主机尺寸及重量 |
300Wx650Lx600Hmm 23-30kg |
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电源 |
AC100~240V 50/60HZ |
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附件:
1、温度控制装置:
包括(1)样品温度控制(2)测试液体温度控制;
这是两个温度控制系统,分别控制液体以及固体样品的温度。可单独采购,也可以同时采购。
→固体样品温度控制方式可选以下两种温度控制方式之一:
(1)恒温水槽控制:0
(2)半导体加热制冷:5
(3)特殊温度加热系统:如
→液体温度控制方式建议采用恒温水槽的方式。
2、高温接触角测试:最高实现1400、1700、1800、2000度接触角测试;定制产品,需支付定金。
3、真空环境装置:实现真空或不同气体环境下接触角测试;定制产品,需支付定金。
4、样品槽:有效控制样品的晃动以及温度、光线等影响;定制产品,需支付定金。
5、高温界面张力测试:熔化的固体材料与空气的界面张力测试,采用悬滴法或停滴法界面张力分析技术。定制产品,需支付定金。
6、全系列针管与针头
包括: 25uL、100uL、500uL、1000uL高精度微量进样器、以及聚四氟乙烯针头、不锈钢针头(各种直径)、塑料针头、弯曲针头等
7、高精度双通道软件控制自动注射泵
8、专用夹具:用于夹持纤维、薄膜、纸张等
9、气泡捕获法用石英玻璃样品槽
10、振荡滴(oscillating drop)测试模块
(1)采用世界领先技术的高频振荡器以及美国科诺独家设计的闭环式振荡控制系统,控制精度更高、控制方式更为灵活,可根据客户需求选购不同振荡频率和振荡幅度的振荡器。
序号 |
振荡幅度 |
振荡最高频率 |
1 |
2uL |
100z |
2 |
10uL |
100Hz |
3 |
10uL |
60Hz |
4 |
20uL |
60Hz |
(2)进样针管可选:0.5uL、1uL、5uL、15uL、100uL、500uL、1000uL等。
(3)振荡波形包括:正弧波、余弧波、三角波、线性波、锯齿波等,频率在2KHz以内不衰减、不失真。
CAST2.0影像分析系统测试实图示例
1、前进后退角分析实图:
图1 分析方法:曲线尺拟合法(圆拟合、spline拟合、广义二次曲线拟合等)。
前进角/后退角测试建议采购注射泵或蠕动泵。前进角/后退角形成的技术有两种方式:(1)增加/减少液滴量,形成前进/后退角;(2)样品台倾斜,形成前进后退角。如上图所示
2 、非规则接触角分析实图:
图中拍摄的是硅胶的实际效果图,采用曲线尺拟合技术计算接触角值。拟合因子90%以上。
图2 分析方法:Spline曲线拟合法或Young-Laplace方程拟合法
特别声明:
1、以上图片资料以及技术参数因设计而进行的更改,不再另行通知,以最新确认的产品资料为准。
2、本公司保留一切权利。
3、阿莎®、RealDrop®、TrueDrop®、MicroDrop®、WBA®、ADSA®是上海梭伦的注册商标。
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