[发明专利]一种憎水性材料静态接触角计算方法

摘要

本发明公开了材料表面能检测技术领域中的一种憎水性材料静态接触角计算方法。技术方案为推导获得平面上液滴边缘满足的Young‑Laplace方程的近似解，然后通过垂直于基材表面的相机拍摄获得液滴图像，提取获得液滴边缘。根据液体的密度、液体的表面张力、提取得到液滴最大半径和以上得到的近似解确定理论上液滴的边缘，再根据液滴高度采用二分法计算静态接触角。本发明无需复杂的迭代计算，效率较高，在液滴体积不大时准确性有保障。

主权项

一种憎水性材料静态接触角计算方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：步骤1：通过垂直于基材表面的相机拍摄获得液滴图像，根据真实图像提取得到液滴边缘、液滴最大半径L和液滴高度；步骤2：根据常微分方程形式的Young‑Laplace方程，推导得出满足所述方程的近似解；步骤3：根据步骤1得到的液滴最大半径、液体参数信息和步骤2得到的近似解，得到理论上的液滴边缘点坐标；步骤4：根据步骤3产生的液滴边缘坐标和步骤1测得的液滴高度，采用二分法确定静态接触角；其中，所述液体参数信息为液体的密度ρ和液体的表面张力γ；步骤3中所述液滴边缘点理论上的坐标包含沿径向的横坐标r，和沿竖直方向的纵坐标z；所述横坐标r和纵坐标z的计算公式为：r＝xL，z＝yL；其中：x、y为步骤2所述近似解，x为归一化的液滴边缘点的横坐标；y为归一化的液滴边缘点的纵坐标；L为液滴最大半径；所述归一化的液滴边缘点的横坐标和纵坐标为：x＝x0+δx1+δ2x2y＝y0+δy1+δ2y2p＝p0+δp1+δ2p2式中δ=L2ρgγ]]>p0＝2p1=-13]]>p2=ln23-16]]>其中：p、p0、p1、p2为中间变量；g为重力加速度；为液滴某一边缘点处切线与水平面之间的旋转角。