تعداد ارائه دهندگان:
آنالیز زاویه تماس یا آنالیز contact angle یکی از انواع آنالیزهای خواص فیزیکی برای آنالیز قطعات می باشد. از آزمون زاویه تماس برای بررسی آبدوستی یا آبگریزی یک سطح استفاده می شود. در این آزمون، قطره ای به حجم حدود 4 میکرولیتر روی سطح مورد آزمایش ریخته شده و از آن عکس با رزولوشن بالا گرفته می شود. سپس با استفاده از معادلات موجود، زاویه تماس قطره با سطح به دست می آید. ازمون زاویه تماس برای تمام سطوحی که مستحکم بوده و ضخامت مناسبی داشته باشند، قابل اجرا است.
اندازه گیری زاویه تماس با آنالیز contact angle
در این راستا می توان نمونه هایی مانند نانوفیبر ها، سطوح پلیمری، شیشه های اصلاح شده، سرامیک های اصلاح شده، الیاف پارچه ای اصلاح شده با مواد نانو و سایر سطوحی که بررسی آبدوستی و آبگریزی آن ها حائز اهمیت می باشد را می توان با آنالیز زاویه تماس مورد بررسی قرار داد. برای ادامه بحث لازم است تعریفی از زاویه تماس و انواع آن ارائه شود.
زاویه تماس یک معیار کمی برای خیس شدن یک جامد توسط یک مایع است. از نظر هندسی، زاویه تماس به عنوان زاویه ای تعریف می شود که، توسط یک مایع در مرز سه فازی که در آن، جامد مایع و گاز با هم تلاقی می کنند، تشکیل می شود. زوایای تماس را می توان به زاویه تماس ایستا، پویا و زاویه تماس اصلاح شده زبری تقسیم بندی کرد.
بررسی زاویه تماس قطره روی سطح جامد
زاویه تماس استاتیک زمانی اندازه گیری می شود که، قطره روی سطح نشسته باشد و مرز سه فاز حرکت نکند. این زاویه بیشتر برای سطوح صاف و همگن تعریف می شود. از زاویه تماس ایستا برای تعیین انرژی آزاد سطح (یعنی کشش سطح جامد) استفاده می شود.
هنگامی که مرز سه فازی در حال حرکت است، زاویه تماس پویا را می توان اندازه گرفت و به آن زوایای پیشروی و پسروی گفته می شود. زاویه تماس پیشروی زمانی اندازه گیری می شود که جلوی قطره در حال پیشروی است و زاویه تماس پسروی زمانی اندازه گیری می شود که، جلوی قطره در حال عقب نشینی است. در یک سطح ایده آل، این دو مقدار به یکدیگر نزدیک هستند. زاویه تماس پسماند، اختلاف بین زاویه تماس پیشروی و پسروی می باشد. زاویه تماس پسماند، اغلب از ناهمگنی شیمیایی و توپوگرافی سطح، ناخالصی های محلول جذب شده روی سطح، تورم، بازآرایی یا تغییر سطح توسط حلال ناشی می شود.
ارتباط زاویه تماس با خاصیت ترشوندگی سطح
زوایای تماس تحت تاثیر زبری قرار می گیرند. سطوح با ترکیب شیمیایی یکسان اما زبری متفاوت، زوایای تماس متفاوتی خواهند داشت. زوایای تماس اصلاح شده زبری، مقادیری از زاویه تماس هستند که در آن اثر زبری از بین می رود. این زوایا هنگامی که انرژی های آزاد سطح تعیین می شوند، اندازه گیری می شوند.
برای انجام این تست یک تکه از نمونه بریده شده و در دستگاه اندازه گیری زاویه تماس در جایگاه خود قرار می گیرد. توسط یک سرنگ مخصوص، یک قطره آب خالص به حجم 4 میکرولیتر روی سطح نمونه قرار داده می شود. این کار در حضور نور با شدت مناسب انجام می شود. از لحظه ای که قطره روی سطح قرار داده می شود تا مدت زمان مشخصی، عکسبرداری از نمونه به صورت دوره ای انجام می شود. سپس تصاویر گرفته شده توسط نرم افزار دستگاه اندازه گیری زاویه تماس پردازش می شود. زاویه تماس قطره با سطح نمونه توسط نرم افزار اندازه گیری شده و روی تصویر نوشته می شود.
دستگاه اندازه گیری زاویه تماس
دستگاه اندازه گیری زاویه تماس در واقع، تانسیومتر (کشش سنج) نوری است که برای انجام آزمون زاويه تماس استاتیک، دینامیک و اصلاح شده زبری استفاده می شود. اجزای اصلی دستگاه اندازه گیری زاویه تماس (تانسیومتر نوری) شامل دوربین، پخش کننده (dispenser) برای پخش قطره، استیج نمونه و منبع نور برای روشن کردن قطره در استیج نمونه است. تانسیومترهای نوری از سیستم های کاملا دستی تا ابزارهای کاملا خودکار را در بر میگیرند.
دستگاه اندازه گیری زاویه تماس
برای تحلیل آزمون زاویه تماس به فایل تصاویری که از آزمایشگاه مربوطه دریافت می شود، نیاز است. در این تصاویر زاویه تماس قطره آب (یا هر سیال دیگری) با سطح مورد آزمایش درج شده است. تحلیل آزمون زاویه تماس به این صورت است که، اگر زاویه تماس صفر باشد به معنی تری کامل، بین صفر و 90 درجه باشد، ترشوندگی بالا، بین 90 تا 180 درجه باشد، ترشوندگی کم و اگر برابر با 180 درجه باشد، ترنشوندگی کامل می باشد. با تحلیل آزمون زاویه تماس می توان نتیجه گرفت که یک سطح برای کاربرد های صنعتی و تحقیقاتی، سطحی آبدوست است یا آبگریز.
نمونه ای از تصویر به دست آمده از آنالیز contact angle برای سه نمونه به همراه زوایای اندازه گیری شده
هزینه آزمون زاویه تماس به صورت نمونه ای محاسبه شده و در تست های مختلف آن متفاوت است. برای مثال هزینه آزمون زاویه تماس دینامیک بیشتر از هزینه آزمون زاویه تماس معمولی است. هم چنین هزینه اندازه گیری کشش سطحی مایعات و اندازه گیری انرژی سطح جامدات نسبت به هزینه آزمون زاویه تماس بیشتر بوده و هزینه آن ها هم به ازای هر نمونه محاسبه می شود. در مورد هزینه آزمون زاویه تماس می توان گفت، در مواردی که نمونه مورد نظر سطح رویی و زیرین تخت نداشته باشد و یا به هر دلیلی امکان قرار دادن آن روی استیج وجود نداشته باشد، باید از فیکسچرهای موجود برای انجام تست استفاده کرد که خود هزینه ای جدا می طلبد و باعث می شود هزینه آزمون زاویه تماس افزایش یابد.
خدمات آنالیز زاویه تماس شامل تحویل نمونه به آزمایشگاه، انتخاب روش متناظر با هدف متقاضی انجام تست و تحویل نتایج به صورت فایل تصویر می باشد. بسیاری از مراکز تحقیقاتی و پژوهشی، دانشگاه ها و آزمایشگاه های آنالیزی، خدمات آنالیز زاویه تماس را ارائه می دهند. البته باید توجه داشت که فقط برخی از آزمایشگاه ها خدمات آنالیز زاویه تماس را برای نمونه های خاص ارائه می دهند. به همین دلیل قبل از تحویل نمونه باید از این موضوع اطلاع پیدا کرد. این مراکز به غیر از خدمات آنالیز زاویه تماس ، سایر خدمات و آنالیزها مانند آنالیز TMA ، دیلاتومتری ، آنالیز VSM ، هدایت سنجی و غیره را نیز ارائه می دهند.
فرمت یک راه حل نوین جهت رفع نیازهای صنعتی است. هدف فرمت ایجاد بستری برای معرفی، بررسی و مقایسه ی خدمات صنعتی ارائه شده توسط ارائه دهندگان مختلف و انتخاب بهترین راه حل جهت رفع مشکلات و پاسخگویی به نیازهای صنایع مختلف است.
آدرس: تهران، خیابان آزادی، دانشگاه صنعتی شریف
ایمیل: info@formmat.ir
