技術(shù)文章 / Technical articles
一、什么是3D接觸角？
3D接觸角是指水滴側(cè)視條件下不同視角時呈現(xiàn)的所有接觸角值以及偏差分布情況或頂視時呈現(xiàn)出的輪廓半徑與高度之間計算所得的各個角度值及其偏差分布情況?，F(xiàn)有的商業(yè)化或文獻中所采用的接觸角通常均為2D接觸角，即在側(cè)視時，僅僅是橢機某個視角條件下的角度值或左、右角度值；或頂視條件下的角度值（僅體現(xiàn)出一個角度值）。
二、3D接觸角所依據(jù)的基本科學原理是什么？
3D接觸角的前提科學原理在于：由于材料本身客觀存在的表面粗糙度、化學多樣性以及結(jié)構(gòu)異構(gòu)性（晶體或分子結(jié)構(gòu)、納米結(jié)構(gòu)），98%以上的樣品的在側(cè)視條件下的接觸角左、右、前、后呈現(xiàn)非軸對稱性。
三、3D接觸角測量的實際應(yīng)用案例：測試不同配比及加工工藝流程的膜的接觸角值并評估及性能、品質(zhì)。
測試3D接觸角探針水滴的表面張力值，測試溫度條件29度，理論值71.35 mN/m，實測值70.368mN/m，偏差小于1mN/m，符合要求。
| 阿莎 | 橢圓 | Young-Laplace | |||||||
| 左 | 右 | 平均 | 偏差（L/R) | 左 | 右 | 平均 | 偏差（L/R) | ||
| 樣品1 | 92.006 | 91.375 | 91.6905 | 0.631 | 90.3 | 89.8 | 90.05 | 0.5 | 90.6 |
| 樣品2 | 94.309 | 92.042 | 93.1755 | 2.267 | 95 | 94.5 | 94.75 | 0.5 | 94.8 |
| 樣品3 | 91.275 | 88.077 | 89.676 | 3.198 | 92.2 | 89.6 | 90.9 | 2.6 | 91 |
| 樣品4 | 96.508 | 94.094 | 95.301 | 2.414 | 95.7 | 95.4 | 95.55 | 0.3 | 95.5 |
| 樣品5 | 96.508 | 96.508 | 96.508 | 0 | 98 | 97.8 | 97.9 | 0.2 | 96.3 |
數(shù)據(jù)分析：
1、從如上數(shù)據(jù)來看，樣品5的左、右接觸角值比較均勻，表面膜的形成品質(zhì)較好。
2、樣品3的接觸角值雖然較低，但是由于左、右接觸角值偏差較大，因而，表面膜的品質(zhì)較差。
3、樣品2和樣品4的接觸角值左右偏差同樣超過了2度，因而，膜的品質(zhì)也并非，有一定的改進空間。
4、樣品1的左右接觸角值偏差為0.63度，雖然可以接受，但仍有改進空間。
5、從3D接觸角值的結(jié)果來評估，樣品5>樣品1>樣品2>樣品4>樣品3。而從橢圓或Young-Laplace方程的分析結(jié)果來看，樣品5>樣品4>樣品2>樣品3>樣品1。因而，后兩者的測樣，在接觸角測試時間隨機的情況下，可能存在蒸發(fā)現(xiàn)象，角度存在可變性的情況下，指導意義基本沒有。而阿莎算法的特殊處在于，在評估基本的親疏水性的條件下，可以分析出樣品的品質(zhì)。因而，對于生產(chǎn)企業(yè)的品質(zhì)控制或研發(fā)而言，阿莎算法的3D接觸角功能是非常有用且非常有效的方法。
6、從橢圓的結(jié)果來看，除了將樣品3的品質(zhì)分辨出來了，但是，其他的樣品無法作出明顯的區(qū)分。各個樣品的平均接觸角或用Young-Laplace的測值結(jié)果，也無從分析出材料的品質(zhì)好壞。
樣品1：3D接觸角測試分析圖
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樣品2：3D接觸角測試分析圖
樣品3：3D接觸角測試分析圖
樣品4：3D接觸角測試分析圖
樣品5：3D接觸角測試分析圖
