Biolin Theta系列接触角测量 | 如何在表面表征应用中使用接触角：静态接触角

2026-09-14

分享到：

返回列表

作者：Susanna Laurén，Biolin Scientific

接触角测量是表征固体表面润湿性的最有效的方法，特点是灵敏、定量、低成本且易于测量。由于这些原因接触角测量应用在各个工业领域。然而在测量时会引入一些误差导致结果的不准确因此需要十分小心测量以便得到准确结果。

一个明显的问题是，不是单一的接触角，可以通过静态接触角、前进角、后退角和粗糙度校正接触角来表征。它们中的每一个都可以在同一表面上显示不同的值，有时会混淆。虽然其中有一个接触角可能与当下的方案无关，但另一个接触角可能更符合研究需求。

本系列文章讨论不同的接触角以了解其在不同研究中的应用。

什么是静态接触角

静态接触角是液滴与固体表面相遇的角度。它是表面润湿性的量度，用光学接触角测量仪很容易获得。当测量静态接触角时通常使用手动或自动滴液器将一滴液滴放在固体表面上。液滴将在表面上形成形状，是由固体、液体和周围相（通常是空气）之间的相互作用决定的。这种相互作用在200多年前由Young提出，是当下仍在使用的接触角和自由能理论的基础。

静态接触角可用于评估表面的亲疏水性

静态接触角通常用于确定表面的亲疏水性。如果接触角测量用水作为液体时，当接触角小于90°表面称为亲水性，接触角大于90°表面称为疏水性。

亲水性和疏水性表面有多种应用，当对亲疏水性有要求的应用，静态接触角的作用很大。

静态接触角用于质量控制，例如评估表面处理对接触角的影响。如果已知等离子处理成功的将接触角从90°以上降低到30°以下，则接触角测量能快速验证方法的可行性。

静态接触角用于计算表面自由能

静态接触角最常见的用途之一是用于计算表面自由能。表面自由能是固体表面的一种特性。表面自由能是润湿的前提条件之一，即固体的表面自由能高于涂料配方的表面张力。因此通常会计算表面自由能，并将该值与不同涂料配方的表面张力进行比较，以确定方案。

静态接触角测量的问题

虽然静态接触角测试看似简单，但也存在一些问题。用理想和真实表面的吉布斯自由能图来解释，如果理想表面，那么液滴只有一个能量最小值，测得的接触角将等于该能量最小值，可称为平衡接触角。然而，实际表面，有几个局部最小值，它们之间有能量势垒，这意味着在真实表面上，液滴可以在这些表面之间呈现任何形状，并且不一定等于能量最小值。因此人们可以在同一表面上测得多个接触角数值，该问题将在后续文章中继续讨论。

点击下载

相关产品

请输入以下信息

关于我们

新闻动态

材料科学

物性测试

化学分析

通用产品

解决方案