[发明专利]一种基于超高真空条件下固体表面接触角测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于超高真空条件下固体表面接触角测量装置，其特征在于包括：

金属可密闭的腔体，腔体一端与超高真空系统相连接；

位于腔体内的样品转移系统和装载系统，样品转移系统为传样杆，实现样品在腔体和超高真空系统之间的转移；装载系统为样品台，实现样品的装载；

样品测量系统，包括两个光学视窗、CCD摄像头、面光源、进液枪、进液阀、毛细管；其中毛细管位于腔体内，进液阀可实现超高真空与常压液体的隔绝；进液枪位于腔外，与带有进液阀的毛细管实现微升级液滴的调控；光学视窗位于腔体上，面光源实现背景亮度调节，面光源和CCD摄像头位于腔体外，通过光学视窗实现样品表面上液滴的成像；

位于腔体上连接的全量程真空计，实现腔体真空度的检测；

抽气及进气系统，位于腔体外，实现腔体的抽空及进气。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述样品台中，通过直线驱动器实现样品台的升降，通过角度可调波纹管实现样品台的水平，通过磁力连接实现样品台的旋转，样品台内卡槽中装有金属簧片以实现样品的稳固。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述两个光学视窗，在样品表面接触角测量时，与样品表面保持三点一线。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述传样杆的一端通过波纹管密封。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述毛细管逐级焊接至Φ6钢管，尖端毛细管外径为0.4mm。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述腔体与超高真空系统的对接是采用刀口法兰对接，并在法兰侧面附有闸板阀。

7.一种基于超高真空条件下固体表面接触角测量方法，其特征在于实现步骤为：

(1)将基于超高真空条件下将固体表面接触角测量装置中的腔体通过闸板阀与超高真空系统相连接；

(2)将超高真空系统中制备的干净样品通过传样杆直接转移至腔体中的样品台上，关闭闸板阀；

(3)通入高纯惰性气体至一个大气压，打开进液阀，通过进液枪在毛细管针尖对液 滴进行微升级调控，升高样品台，把液滴转移到待测样品表面；

(4)通过准平的CCD成像系统对样品表面的液滴进行高清成像，运用计算机软件对液滴图像进行分析，从而获得干净样品表面的接触角数据。