技術文章
TECHNICAL ARTICLES一•概述
接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,接觸角測量是表面性能檢測的主要方法。
高溫高真空型接觸角測量儀是采用光學成像的原理,通過圖像輪廓分析方式測量高溫狀態下樣品表面接觸角、潤濕性能、表界面張力、表面能等性能,設備通常用于檢測金屬材料表面性能,設備性價比高、加熱穩定、真空度高、功能全面、可滿足各種金屬材料科研需要。
二•應用
1、冶金行業:分析熔液(melt)如鋼液、鋁液、銅液高溫條件下的表面張 力值;在基于分析接觸角及表面張力的基礎上,控制合理潤濕范圍,查找有效的去除 冶煉過程中爐垢的辦法
2、焊接行業:分析焊料與焊接體的接觸角值以及焊料熔液的表面張力,從 而有效地提升焊接強度
3、合金行業:分析材料組份的表面張力值,提高合金材料間的互相結合程度
4、制陶及玻璃行業:分析加熱過程中的燒結、軟化、熔化到液 化全過程的輪廓變化進行監測,分析陶瓷或玻璃的表面張力值
5、瓷釉:釉面表面潤濕性分析,提升釉面的表面強度
6、煤炭及電力行業:分析煤炭的表面張力值,控制合理的潤 濕性,有效去除爐垢
7、其他高溫要求的測試:分析熔液的表面張力值以及熔液與固體材料之間的 接觸角值,分析不同溫度或隨時間變化的表面張力和接觸角值。
三.設備原理
如上圖、高溫真空接觸角測量儀主要由光源、高溫系統、真空系統、采集系統、冷卻系統、分析軟件六大部分組成,設備采用光學成像的原理。
光源采用密集LED冷光設計,發光均勻,圖像清晰銳利,壽命長;
高溫系統標配采用高溫爐(可定制高溫爐),30編程高溫加熱設施加熱穩定,密封性強,受熱均勻;
真空系統采用真空分子泵,極限真空度高,抽真空穩定,配備真空計量程廣;
采集系統采用黑白CCD相機,拍攝穩定,圖像清晰,真實可靠,采用工業級超遠焦距變倍變焦鏡頭,0.7-4.5倍放大可調,成像無畸形失真;
冷卻系統采用雙循環水冷裝置,工作時間長,溫度可調,能更好的達到降溫效果避免監控部分過熱帶來的隱患;
分析軟件功能大,具備一鍵式全自動擬合能力,具備的擬合方法,滿足各種液滴形態的擬合;
四、技術規格
高溫真空接觸角測量儀主機 | |
外形尺寸 | 1730mm(長)*500mm(寬)* 710mm(高) |
重量 | 21KG |
電源 | 220V / 60HZ |
光源系統 | |
光源 | 密集LED可調節藍色基調工業級冷光源 |
壽命 | 使用壽命達貳萬伍仟小時以上 |
采集系統 | |
CCD | 高速工業級芯片、25幀/S、130W像素 |
鏡頭 | 0.7-4.5倍高清遠焦距工業級連續變倍式顯微鏡、工作距離500~700mm |
采集系統調節 | 光學成像傾斜度,-10~10°連續可調,精度±0.1°;左右前后±25mm可調,高度±10mm;光學系統可實現配合樣品放置快速位置切換,行程不低于150mm,并具備鎖止機構 |
高溫系統 | |
溫度控制范圍 | 常壓下常溫至1700℃,真空條件下常溫至1500℃ |
加熱系統 | 硅鉬棒加熱元件,恒溫區長度120mm,智能化30段可編程溫度控制,高升溫速率≤10℃/min,控溫精度,1000℃以下,±0.1℃,1000℃以上,±1℃ |
加熱管 | 兼容兩種規格加熱管,適用兩種溫度控制范圍,外徑60mm,內徑50mm,長度1000mm,材質有高密度氧化鋁及石英 |
測溫系統 | 雙溫度監控系統,外置與內置同時具備,測溫材質鎢錸合金,測量精度±0.1℃,可實時測量加熱管內溫度 |
視窗法蘭 | 接觸角測試同軸雙視窗法蘭裝置,內置熱電偶測溫孔,內置真空系統及保護氣體管路,內置雙水冷裝置。法蘭視窗材質采用石英材質并可拆卸更換。 |
真空系統 | |
真空度范圍 | 常溫可達到10-4Pa,真空10-3Pa |
真空測量范圍 | 測量范圍105~10-7Pa,全量程高精度真空計 |
水冷系統 | |
溫控范圍 | 5-35℃ |
外形尺寸 | 460mm(長)*380mm(寬)*590mm(高) |
水泵流量 | 15L/min冷卻系統容量≥11L |
實測制冷量 | 1520W |
分析軟件 | |
接觸角測量范圍 | 0-180° |
接觸角測量精度 | ±0.1° |
分析軟件功能 | 1、接觸角測量分析軟件自動擬合法(一鍵自動擬合, 不存在人工誤差)包括:圓法擬合、橢圓/斜橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微分圓法 2、動態接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤濕性能測試 、視頻連續擬合計算(
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六•產品特點
1. 主機采用高強度航空鋁合金結構搭配模塊化設計理念,集成芯片電路控制,接觸角設備的設計精華與配置,保證儀器具有穩定性;
2. 加熱系統:高溫爐采用硅鉬棒加熱元件,有效加熱恒溫區長度φ50mm*120mm,智能化30段可編程溫度控制,高升溫速率≤10℃/min,控溫精度,1000℃以下,±0.1℃,1000℃以上,±1℃;
3. 雙溫度監控系統,外置與內置同時具備,測溫熱電偶,材質為鎢錸合金,測量精度±0.1℃,可實時監測加熱爐內溫度;
4. 接觸角測試的同軸雙視窗法蘭裝置,內置熱電偶測溫位置,內置真空系統及保護氣體管路,內置雙水冷裝置。觀察視窗直徑不低于20mm。視窗材質采用石英材質并可拆卸更換;
5. 設計光學系統調節機構,光學成像傾斜度,-10~10°連續可調,精度±0.1°;左右前后±25mm可調,高度±10mm;光學系統可實現配合樣品放置快速位置切換,行程不低于150mm,并具備鎖止機構;快速準確可調的光學系統,確保樣品放置及視野調節準確便捷;
6. 密集可調LED冷光源系統(壽命25000H以上),保證成像更清晰,同時避免額外熱度所導致的小液滴揮發;