En áreas de vanguardia como baterías de Nueva energía, recubrimientos impermeables y vidrio autolimpiador, los materiales superhidrofóbicos (ángulo de contacto >)120°) la aplicación es cada vez más amplia. Sin embargo, muchos laboratorios encuentran un problema espinoso al probar este tipo de materiales: las gotas caen o rebotan rápidamente tan pronto como entran en contacto con la superficie de la muestra, y el método tradicional de gotas de asiento no puede capturar imágenes estables del ángulo de contacto en absoluto.

"El ángulo de contacto es impredecible, ¿ cómo se evalúa la infiltración?" esta es la verdadera confusión de muchos ingenieros de proceso. En este momento, es particularmente importante elegir un dispositivo que realmente entienda la industria. Los usuarios que buscan fabricantes de medidores de ángulo de contacto de alta precisión encontrarán que para este tipo de muestras hidrofóbicas en el extremo ji, el instrumento debe tener dos capacidades básicas: el método de caída en suspensión y el ajuste automático de alta velocidad.

Hoy, a partir de la típica escena superhidrofóbica del diafragma de la batería, exploramos cómo obtener datos estables y repetibles del ángulo de contacto con métodos de prueba más científicos.

¿I. ¿ por qué los materiales superhidrofóbicos permiten pruebas tradicionales?¿"Falla"?

1、Punto doloroso de humedad del diafragma de la batería

En el caso de los diafragmas de batería de litio, su superficie suele tener una estructura microporosa y un recubrimiento de baja energía superficial, y el ángulo de contacto tiende a superar130° cuando cae la aguja2μLCuando las gotas de agua, las gotas no pueden sostenerse en absoluto o rodar inmediatamente o rebotar elásticamente en el momento del contacto.

2、 Limitaciones del método de caída del asiento

El método tradicional de caída de asiento asume que las gotas se extienden estáticamente en la superficie horizontal, pero para materiales superhidrofóbicos:

Las gotas son difícilesEl "asiento" es estable y la tasa de éxito de la Operación manual es extremadamente baja.

Incluso si apenas se entra en contacto, la forma de las gotas es asimétrica, y la diferencia de ángulo de contacto entre la izquierda y la derecha puede alcanzar.10° por encima

El error de ajuste de la línea de corte manual es grande y la repetibilidad es pobre.

Algunos usuarios han retroalimentado:"Con una persona diferente, los resultados pueden ser peores.15° no se puede utilizar en absoluto como criterio de proceso. ",

2. método de suspensión y caída: nace para materiales superhidrofóbicos

1、¿¿ qué es el método de suspensión?

El método de suspensión de gotas consiste en colgar las gotas debajo de la aguja y calcular indirectamente la tensión de la interfaz y el ángulo de contacto entre el líquido y el sólido analizando el contorno de las gotas colgantes. Para los materiales superhidrofóbicos, el método de suspensión de gotas no requiere gotas en la superficie."Mantenerse firme" evita fundamentalmente el problema del rebote de gotas.

2、¿¿ cómo se aplica el método de suspensión al diafragma de la batería?

En la práctica:

Después de fijar la muestra del diafragma de la batería, la aguja está cerca de la superficie pero sin contacto.

Exprimir aproximadamente con una bomba de microinyección0.5μLLa gota, para que quede justo en la punta de la aguja

Levante lentamente la Mesa de muestra para que el Fondo de la gota baje inmediatamente después de tocar suavemente la superficie del diafragma.

Analizando la colcha de la gota"Estira" el contorno instantáneo y calcula el ángulo de contacto real

Este proceso requiere Ji alto para el control del volumen de gotas y la estabilidad del movimiento. Si la precisión de la bomba de inyección del instrumento es insuficiente oZSi el eje sube y baja con vibraciones, los datos se desviarán.

3. algoritmo de ajuste automático: convertir la experiencia en estándar

Con buenas imágenes, se necesita un software lo suficientemente inteligente. Muchos equipos nacionales están atascados en el último paso: selección manual de puntos para ajustarse.

1、Reconocimiento de borde de subixel

Un excelente algoritmo de ajuste automático primero requiere la capacidad de reconocimiento de borde a nivel de subpixel. Los algoritmos ordinarios solo pueden considerar los píxeles como la unidad más pequeña, mientras que los algoritmos de subixel pueden subdividirse entre dos píxeles.5 - 10Cuatro "píxeles virtuales" mejoran considerablemente la suavidad del contorno de las gotas.

2, de Young-LaplaceAjuste real

En la actualidad, el algoritmo preciso de Gong para reconocer a Zui esde Young-LaplaceAjuste de la ecuación. No considera las gotas como un arco circular, sino que considera la forma real bajo la acción conjunta de la gravedad y la tensión superficial. Para las gotas suspendidas asimétricas, este algoritmo puede ajustar automáticamente el ángulo de contacto izquierdo y derecho y dar la media y la desviación.

Instrumento Beidou de Guangdong Todo el software del medidor de ángulo de contacto está incorporado.9Varios algoritmos de ajuste, entre ellosde Young-LaplaceEl ajuste automático ha optimizado especialmente el método de suspensión de gotas. Incluso el ángulo de contacto es tan alto como150° el diafragma de la batería superhidrofóbica también puede estar en0.5El cálculo se completa en segundos y el error de repetibilidad se controla en ± 0.0.5° dentro.

Esta es la profundidad del algoritmo que muchos usuarios comparan repetidamente cuando preguntan cuál es el mejor medidor de ángulo de contacto nacional.El hardware se puede imitar, pero la experiencia iterativa y la optimización específica del algoritmo requieren un gran número de pruebas de muestras reales para precipitarse.

4. caso de combate real: proceso de prueba del método de suspensión del diafragma de la batería

1、Preparación de muestras

Cortar5×3 cmDiafragma de la batería, mantenga la superficie limpia y no toque la zona a medir

Se selecciona agua ultrapura como líquido de prueba, y el volumen de la gota se controla en0.5- -1.0 μL

2、Pasos de prueba

1.Instalar el diafragma y ajustar el nivel（Nivel de la Mesa de muestra01Grados

2.Limpiar la aguja, predispersión3vez（Evitar residuos en la punta de la aguja(...)

3.Gotas colgantes a la punta de la aguja（volumen06μL, estable2segundo(...)

4.Levantar lentamente y tocar la muestra（velocidad005 mm/s(...)

5.Disparo y ajuste de activación automática（Tasa de fotogramas≥ 1100 fps(...)

6.Repetir en diferentes posiciones5Tomar la media por segunda vez（Intervalo≥ 15 mm(...)

3、Interpretación de los resultados

Si la diferencia entre el ángulo de contacto izquierdo y derecho es inferior2° indica que el diafragma de recubrimiento tiene una buena uniformidad

Si se mide la desviación estándar muchas veces →1.5° es necesario comprobar si la superficie de la muestra es defectuosa o si la aguja está contaminada

Cuando el laboratorio decide comprar o reemplazar equipos adicionales, los verdaderos puntos de inspección a menudo se encuentran en estos tres aspectos:

1、Precisión del sistema de microinyección

¿¿ se puede estabilizar la salida?0.2μL¿Gotas de nivel? Las jeringas manuales ordinarias son difíciles de lograr y requieren bombas de inyección automáticas controladas por motores de paso pequeño.

2、Tasa de fotogramas y sincronización de cámaras de alta velocidad

El método de caída suspendida captura"Toque-Separar "imágenes instantáneas, la tasa de fotogramas de la Cámara requiere al menos100 fpsY debe trabajar conZLa señal de activación del movimiento del eje está sincronizada.

3、Compatibilidad de algoritmos de software con gotas no ideales

Las gotas en la superficie superhidrofóbica a menudo aparecen en forma de aguja o tienen una pequeña cola de arrastre, y el ajuste circular ordinario se reportará mal. Solo apoyode Young-LaplaceEl software que ajusta automáticamente y permite ajustar manualmente el rango de ajuste puede responder.

Como fabricante de medidores de ángulo de contacto de alta precisión en el campo de la prueba de interfaz de medidores de labranza profunda durante muchos años, los instrumentos Beidou de Guangdong tienen programas maduros en las tres dimensiones anteriores. Desde el laboratorio de materiales de la Universidad de Xiamen hasta el Centro de investigación y desarrollo de nueva energía de byd, el equipo Beidou ha sido verificado por decenas de miles de grupos de pruebas de muestras superhidrofóbicas.

Volviendo a la pregunta inicial: cuando tus muestras son cada vez más"Resbaladizo", cuando los métodos de prueba tradicionales fallan, el método de caída en suspensión- sí.El ajuste automático es el camino técnico confiable de Zui en la actualidad. No depende de la "sensación" del operador y utiliza algoritmos de control de precisión e inteligencia para reducir los factores subjetivos a Zui bajo.

Se recomienda que los ingenieros que están seleccionando el equipo utilicen primero varias muestras superhidrofóbicas típicas e impredecibles (como las caseras).PDMSO diafragma comercial) ve a medir y deja que las muestras hablen por ti.

Si estás buscando cuál es el mejor medidor de ángulo de contacto nacional, o quieres obtener el instrumento Beidou de guangdong. El informe de medición y el video de demostración del medidor de ángulo de contacto para materiales superhidrofóbicos se pueden contactar directamente con el equipo de soporte técnico del fabricante para reservar el prototipo para su prueba.

La verdadera fuerza técnica no tiene miedo de las muestras más exigentes.