Si ces forces sont fortes, leur traction sur la goutte d’eau fera en sorte que la goutte « s’humidifie » ou se propage plus loin sur la surface. Si les forces ne sont pas plus fortes que les forces d’attraction que la goutte a pour elle-même, alors la goutte se contractera en une forme aussi proche d’une sphère qu’elle le peut. Ces deux forces travaillent en tandem sur la goutte créant un angle qui peut être mesuré. Cette mesure nous permet de comprendre la relation entre la goutte de liquide et la surface.
L’équation de Young exprime mathématiquement la relation entre l’énergie de surface de la surface solide (ϒS), la tension superficielle (qui est un terme pour l’énergie de surface des substances en phase liquide) du liquide (ϒL) et l’énergie de surface de l’interface (ϒSl).
Équation de Young: ϒS = ϒSl + ϒL cosθ
Angle de contact et Énergie de surface
Les forces agissant sur la goutte d’eau de la surface sont appelées énergie de surface du matériau. Si les forces sont fortes, la surface a une énergie de surface élevée ou on peut dire que la surface est très énergétique. Cette énergie élevée tire fort sur l’eau, la faisant s’humidifier. Ce phénomène de mouillage simule l’action d’un adhésif, d’une peinture, d’une encre ou d’un revêtement lorsqu’il est placé sur une surface à haute énergie.
Angle de contact en tant que Contrôle de qualité
La détermination de l’angle de contact vous permettra de connaître la qualité d’une surface de matériau avant un processus d’adhérence tel que le revêtement, le scellage, le soudage, le collage, l’impression ou la peinture. L’angle de contact peut également être utilisé comme contrôle de qualité de surface après des processus de nettoyage tels que le nettoyage au solvant, le lavage des pièces, le nettoyage par ultrasons, etc. Cet angle fournit des données quantitatives sur la propreté d’une surface au niveau moléculaire.
Les contaminants qui peuvent créer une surface à faible énergie sont les huiles, les silicones, la graisse, les débris ou tout ce qui pourrait se trouver dans un environnement de fabrication et qui pourrait potentiellement se retrouver sur une surface de matériau. Ces contaminants nuisent aux processus d’adhésion. La goutte d’eau est très sensible aux différences moléculaires d’énergie de surface et, par conséquent, en mesurant l’angle de contact, vous pouvez prédire avec précision si une adhérence se produira entre un revêtement, une encre, une peinture, une colle, un apprêt ou un scellant et la surface du matériau.
Propriétés d’angle de contact et de mouillage
Dans de nombreux processus de fabrication et d’assemblage, un liquide ou un matériau fondu doit s’étaler de manière adéquate sur une surface. Dans le brasage et le brasage, un métal fondu doit s’étaler sur une surface d’un autre métal; dans le diagnostic médical, des substances comme le sang doivent circuler sur une bandelette de test; dans la fabrication d’appareils électroniques, un revêtement doit s’écouler dans de petites crevasses et recouvrir complètement la surface des cartes de circuits imprimés.
La mouillabilité est la quantité à laquelle un liquide peut se répandre sur une surface déterminée par les forces intermoléculaires entre la surface et le liquide. Le contrôle de ces forces permet aux fabricants de contrôler les processus en s’appuyant sur les forces intermoléculaires.
Techniques d’angle de contact Simple vs Multi-fluide
Un angle de contact est un angle de contact, peu importe comment vous le découpez, n’est-ce pas? Eh bien, oui et non. Certaines approches exigent l’utilisation de plusieurs fluides, tandis que d’autres n’en utilisent qu’un seul.
Pour en savoir plus sur la meilleure façon de mesurer la qualité de surface dans la fabrication, lisez cet article technique: Pourquoi Un Fluide à angle de contact est tout Ce dont Vous avez besoin pour contrôler votre processus
Comment utiliser l’angle de contact dans la fabrication
La technologie Surface Analyst utilise une approche innovante pour déposer la gouttelette d’eau et mesurer l’angle de contact qui surmonte la variabilité que l’on trouve souvent dans les environnements de fabrication.
Les produits Surface Analyst utilisent le dépôt balistique breveté™ pour déposer une goutte d’eau sur une surface. Une fois la goutte déposée, cette méthode innovante utilise une vue de haut en bas pour prendre une image précise de la goutte afin de mesurer l’angle de contact.
En construisant une goutte d’eau hautement purifiée de cette manière unique et en mesurant la goutte de haut en bas, l’analyste de surface est capable de prendre des mesures sur une variété d’angles de surface — verticaux, horizontaux, convexes et concaves – ainsi que différentes finitions de surface – lisses, texturées et rugueuses.