jeśli siły te są silne, ich pociągnięcie do kropli wody spowoduje, że kropla „zwilży” lub rozprzestrzeni się dalej po powierzchni. Jeśli siły nie są silniejsze niż siły przyciągające, które kropla ma dla siebie, wtedy kropla zwęża się w kształt tak blisko kuli, jak to tylko możliwe. Te dwie siły działają w parze na spadku, tworząc kąt, który można zmierzyć. Pomiar ten pozwala nam zrozumieć zależność między kroplą cieczy a powierzchnią.
równanie Younga matematycznie wyraża zależność między energią powierzchniową powierzchni ciała stałego (ϒs), napięciem powierzchniowym (które jest terminem energii powierzchniowej substancji fazy ciekłej) cieczy (ϒl) i energią powierzchniową interfejsu (ϒsl).
równanie Younga: ϒs = ϒsl + ϒl cosθ
kąt kontaktu i energia powierzchniowa
siły działające na kroplę wody z powierzchni są określane jako energia powierzchniowa materiału. Jeśli siły są silne, powierzchnia ma wysoką energię powierzchniową lub można powiedzieć, że powierzchnia jest bardzo energiczna. Ta wysoka energia przyciąga mocno wodę, powodując jej zwilżenie. To zjawisko zwilżania symuluje działanie kleju, farby, tuszu lub powłoki po umieszczeniu na powierzchni o wysokiej energii.
kąt kontaktu jako kontrola jakości
określenie kąta kontaktu pozwoli poznać jakość powierzchni materiału przed procesem przyczepności, takim jak powlekanie, uszczelnianie, lutowanie, klejenie, drukowanie lub malowanie. Kąt kontaktu może być również stosowany jako kontrola jakości powierzchni po procesach czyszczenia, takich jak czyszczenie rozpuszczalnikiem, mycie części, czyszczenie ultradźwiękowe i inne. Kąt ten dostarcza danych ilościowych o czystości powierzchni na poziomie molekularnym.
zanieczyszczenia, które mogą tworzyć niskoenergetyczną powierzchnię, to oleje, silikony, smary, zanieczyszczenia lub cokolwiek, co może znajdować się w środowisku produkcyjnym, które potencjalnie może znaleźć się na powierzchni materiału. Zanieczyszczenia te są szkodliwe dla procesów adhezji. Kropla wody jest bardzo wrażliwa na molekularne różnice w energii powierzchniowej, dlatego mierząc kąt zwilżenia można dokładnie przewidzieć, czy dojdzie do adhezji między powłoką, tuszem, farbą, klejem, podkładem lub uszczelniaczem a powierzchnią materiału.
kąt zwilżania i właściwości zwilżania
w wielu procesach produkcyjnych i montażowych ciecz lub stopiony materiał musi odpowiednio rozprowadzać się na powierzchni. W lutowaniu twardym i lutowaniu stopiony metal musi rozłożyć się na powierzchni innego metalu; w diagnostyce medycznej substancje takie jak krew muszą przepływać na pasku testowym; w produkcji elektroniki powłoka musi przepływać do małych szczelin i dokładnie pokrywać powierzchnię płytek drukowanych.
zwilżalność to ilość, do której ciecz może rozprzestrzeniać się na powierzchni określonej przez siły międzycząsteczkowe między powierzchnią a cieczą. Kontrolowanie tych sił pozwala producentom kontrolować procesy w oparciu o siły międzycząsteczkowe.
techniki kąta kontaktu pojedynczego i wielu płynów
kąt kontaktu to kąt kontaktu bez względu na to, jak go pokroić, prawda? Tak i nie. Niektóre podejścia wymagają użycia wielu płynów, podczas gdy niektóre używają tylko jednego.
aby dowiedzieć się więcej o najlepszym sposobie pomiaru jakości powierzchni w produkcji, przeczytaj ten dokument techniczny: Dlaczego jeden płyn pod kątem kontaktu jest wszystkim, czego potrzebujesz do kontrolowania procesu
wykorzystanie kąta zwilżania w produkcji
Technologia Surface Analyst wykorzystuje innowacyjne podejście do osadzania kropli wody i pomiaru kąta zwilżania, które pokonuje zmienność często występującą w środowiskach produkcyjnych.
produkty Surface Analyst używają opatentowanego Ballistic Deposition™ do osadzania kropli wody na powierzchni. Po złożeniu kropli ta innowacyjna metoda wykorzystuje widok z góry na dół, aby uzyskać dokładny obraz kropli w celu zmierzenia kąta zwilżenia.
konstruując kroplę wysoko oczyszczonej wody w ten wyjątkowy sposób i mierząc kroplę z góry na dół, analityk powierzchni jest w stanie wykonać pomiary na różnych kątach powierzchni—pionowych, poziomych, wypukłych i wklęsłych-a także różnych wykończeniach powierzchni-gładkich, teksturowanych i szorstkich.