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近15年來,接觸角測量儀作為評估固體材料物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)性分析儀器在中國得到了迅速的發(fā)展。這15年中,學(xué)校、科研院所在接觸角測試儀的選購中占據(jù)了85%以上的市場份額,是接觸角儀的客戶的主要市場貢獻(xiàn)力量。近年來,早期采購的接觸角測試儀器由于攝像機(jī)壽命以及電腦升級等種種原因,到了更新?lián)Q代的時候。部分學(xué)校的接觸角測量儀由于使用頻率不高,學(xué)生更替,老師隊伍變動等原因,在儀器的使用方面也存在問題,在開機(jī)后發(fā)現(xiàn)儀器無法啟動、配件找不到等等各種問題。特別早些年采購進(jìn)口接觸角儀的學(xué)校和科研單位,由于前期的軟件算法功能比較少、硬件接口不兼容、相機(jī)采用了1394接口(兼容性出現(xiàn)問題)等,面臨儀器無法使用,維修費用高的兩難境地。
而在面臨接觸角測試儀更新?lián)Q代的過程中,面對各個價格低到有吸引力的國產(chǎn)接觸角儀的誘惑以及國外接觸角測試儀的價格居高不下的困境,究竟該如何進(jìn)行選擇?
一、接觸角測量儀的技術(shù)發(fā)展線路與接觸角儀更新?lián)Q代的選購。
從接觸角測試儀的歷史進(jìn)程來看,接觸角測量儀經(jīng)過量角器、數(shù)碼量角器(圓擬合、橢圓擬合)、標(biāo)準(zhǔn)接觸角測量儀(Young-Laplace方程擬合)和研究型接觸角測量儀(阿莎算法ADSA)的四個階段。
目前,采用顯微鏡的量角器的接觸角測量儀除了部分美國企業(yè)提供外,幾乎很少人使用。而中國的接觸角測量儀廠商目前均停留在數(shù)碼量角器階段,其明顯特征是:(1)采用圓擬合或橢圓擬合作為分析測量接觸角值的方法。雖有部分國產(chǎn)廠家聲稱可以達(dá)到Y(jié)oung-Laplace方程擬合功能,但是其功能在擬合分析效果上以及測值結(jié)果方面均無法與國外的Young-Laplace方程擬合技術(shù)相比。(2)接觸角測量儀的硬件采用顯微鏡在配件,沒有加工精度和控制精度,只能簡單的硬件的堆積而沒有綜合接觸角測量的測試需求進(jìn)行整體性優(yōu)化,比如,國產(chǎn)接觸角測量儀無法提供樣品臺獨立水平調(diào)整功能,沒有紅寶石球校準(zhǔn)工具,沒有高精度微米級針頭位置及焦距控制功能,通常僅提供黑白相機(jī)等等。(3)國產(chǎn)的接觸角測量儀只是簡單的1980年代國外接觸角測量儀技術(shù)的簡單模仿。
國外的接觸角測量儀廠家通常會提供的Young-Laplace方程擬合技術(shù)。在測試接觸角值以及評估接觸角測值結(jié)果的科學(xué)性方面,通常會以探針液體的表面張力值作為評估測值重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)之一,因而,測試數(shù)據(jù)更為可靠。目前,98%的進(jìn)口接觸角儀儀器用戶均具有這個功能。但是,這部分接觸角測量儀Young-Laplace方程擬合技術(shù)均只能提供軸對稱的接觸角分析,即接觸角測值結(jié)果的左、右接觸角值均為一致的。因而,對于客觀事實上存在的接觸角左、右不一致以及材料性能的評估存在先天性缺陷。同時,在硬件方面,進(jìn)口的接觸角測量儀廠家很多同樣沒有提供紅寶石球校準(zhǔn)工具以及樣品臺微米級水平調(diào)整功能。同時,這些接觸角測量儀廠家均不提供高速攝像機(jī)以及彩色攝像機(jī),接觸角測量儀的相機(jī)的接口通常為1394接口或USB2.0接口,兼容性或數(shù)據(jù)傳輸效率低。進(jìn)口接觸角測量儀的用戶近年升級換代接觸角儀的需求增長明顯。
作為更符合接觸角輪廓的測試算法,阿莎算法以其能夠評估左、右接觸角值,并且接觸角分析基于修正重力后,綜合分析表面張力值和接觸角值所得,因而,近兩年來得到了眾多接觸角測量儀用戶的認(rèn)可。阿莎算法可以實現(xiàn):
(1)評估材料的異構(gòu)性或為制作異構(gòu)性形貌結(jié)構(gòu)(如仿水稲葉或竹葉效果)的接觸角測量提供數(shù)值依據(jù)。
(2)評估材料的表面清潔度提供快速工具,一滴液滴的左、右角度值出現(xiàn)偏差即可評估出表面的清潔度。
(3)評估材料本身的質(zhì)量提供可能。如果不同體積的液體的接觸角值出現(xiàn)偏差,說明材料不均勻;如果同一位置的接觸角值左、右超過1度,即視為材料本身的均均度存在缺陷。
(4)評估材料接觸角滯后以及本征接觸角值??稍u估修正表面粗糙度、化學(xué)多樣性后的本征接觸角值并提供實時分析功能。
二、接觸角測量儀的升級換代的實施方案
通過如上分析可以看出,對于絕大多數(shù)的進(jìn)口儀器的用戶,升級換代的意義在于:(1)升級相機(jī)的功能;(2)升級軟件的功能;(3)增加硬件部分的功能如增加樣品臺水平調(diào)整機(jī)構(gòu)等;(4)增加新應(yīng)用功能,如滾動角分析功能(注意,需升級相關(guān)軟件功能);(5)升級分析軟件于具有阿莎功能的軟件。
而目前,國產(chǎn)接觸角測量儀的用戶事實上需要升級的功能更多。我們不建議采用升級的做法,應(yīng)考慮重新采購具有新功能,測值精度更高的接觸角測量儀。
上海梭倫接近國外接觸角測量儀的用戶的升級換代服務(wù),包括兩項服務(wù):
1、升級樣品臺水平調(diào)整功能。如下圖為我們?yōu)榻?0幾個用戶提供的樣品臺微米級水平調(diào)整的升級結(jié)構(gòu)。
2、儀器的以舊換新服務(wù)。通過增加少量成本,完成接觸角測量儀儀器的以舊換新。
當(dāng)然,對于部分有預(yù)算的用戶,我們建議考慮上海梭倫性價比比較高的型號的新款接觸角測量儀SL200KS系列。在功能以及技術(shù)方面均比國外的儀器明顯勝出,同時,我們提供15萬左右的優(yōu)惠價格。如果以舊換新,我們一定會以的成本價提供服務(wù)。