Гистерезис краевого угла смачивания — это разница между углами смачивания при натекании и оттекании на одной и той же поверхности. Эта разница может выявить микроскопическую шероховатость, загрязнения и вариации покрытия, которые могут быть незаметны при измерении статического краевого угла смачивания.
Для производителей эта информация может выявить скрытые риски, связанные с адгезией, еще до того, как детали будут подвергнуты склеиванию, нанесению покрытий, печати или экологическим испытаниям.
Что такое гистерезис краевого угла смачивания?
Угол наступления измеряется по мере роста и растекания капли по поверхности. Угол отступления измеряется по мере удаления жидкости и сжатия капли.
Узкий зазор часто указывает на более однородную поверхность. Более широкий зазор может свидетельствовать о закреплении линии контакта из-за шероховатости, загрязнения или неравномерного химического состава поверхности.
Допустимые значения зависят от типа подложки, испытательной жидкости, покрытия и производственного процесса. Производителям следует устанавливать базовые значения для каждого материала, а не применять один предел ко всем поверхностям.
Чем динамическое измерение краевого угла смачивания отличается от статического?
Угол смачивания регистрирует одно значение после того, как капля осядет. Он дает быстрое представление о... смачиваемость и хорошо подходит для рутинного скрининга.
Динамический контактный угол В ходе эксперимента отслеживается угол наклона при увеличении или уменьшении объема жидкости. Он показывает, как ведет себя поверхность при движении линии контакта.
Это различие важно, поскольку в процессе производства клеи растекаются, покрытия текут, а чистящие жидкости стекают. Поэтому динамические испытания более точно отражают реальные условия процесса, чем однократное измерение.
Как измеряется разрыв между наступающими и отступающими секторами экономики?
Дозирующая игла добавляет жидкость к неподвижной капле до тех пор, пока она не расширится. Прибор регистрирует угол продвижения жидкости по мере ее распространения наружу.
Затем жидкость откачивается до тех пор, пока капля не сожмется. Программное обеспечение для анализа изображений регистрирует угол отступления и вычисляет разницу между двумя измерениями.
В некоторых системах также используется наклонная пластина. Образец постепенно наклоняется до тех пор, пока капля не начнет двигаться. Такой подход помогает инженерам оценить поведение капли при наступлении, отступлении и скатывании.
Почему статическое измерение может не выявить дефекты поверхности?
Статический результат представляет собой одно установившееся состояние в одной точке испытания. Он может казаться приемлемым даже при неравномерном распределении загрязнений или шероховатости по всей детали.
Две поверхности могут демонстрировать схожие статические характеристики, но вести себя по-разному при движении капли. Одна может обеспечивать плавное растекание, в то время как другая прижимает каплю к микроскопическим дефектам.
Эта разница может влиять на плотность покрытия, смачивание клея, однородность печати и долговременные характеристики межфазного соединения.
Где гистерезис-тестирование имеет наибольшее значение?
Влагостойкие покрытия на высококачественных печатных платах
Защитные покрытия должны равномерно смачивать печатные платы вокруг компонентов, паяных соединений и открытых проводников. Тонкие участки или локальное загрязнение могут создавать пути проникновения влаги, даже если статическое измерение пройдено.
Проверка нескольких участков по всей поверхности может выявить неравномерность подготовки поверхности перед началом испытаний на влажность или теплоизоляцию.
Многослойные автомобильные лакокрасочные системы
Качество автомобильных лакокрасочных покрытий зависит от тщательной подготовки поверхности между подложкой, грунтовкой, базовым слоем и лаком. Остатки смазки, неравномерность очистки или локальная шероховатость могут нарушить смачивание между слоями.
Измерения с продвижением и удалением объекта помогают группам контроля качества выявлять неровности на ранних стадиях производства, прежде чем возникнут проблемы с адгезией краски.
Как предварительная обработка плазмой влияет на результаты?
Плазменная обработка поверхности Может удалять масла, остатки разделительного состава, окисление и другие загрязнения, способствующие образованию контактных зон. Также может изменять химический состав поверхности перед склеиванием, нанесением покрытия или печатью.
Результаты могут варьироваться в зависимости от типа материала, используемого газа, уровня мощности, скорости обработки и расстояния до сопла. Поэтому производителям следует сравнивать результаты измерений до и после обработки в одинаковых условиях тестирования.
Меньший и более равномерный зазор в нескольких местах может свидетельствовать об улучшении однородности поверхности. Однако результат все равно следует оценивать в сочетании с тестами на адгезию и производственными спецификациями.
Как производителям следует использовать этот показатель в контроле качества?
Проверка только одной точки может привести к тому, что локальные загрязнения будут упущены. Группы контроля качества должны измерять несколько определенных участков на каждой панели, формованной детали или образце с покрытием.
Объем жидкости, скорость дозирования, температура и метод анализа должны оставаться неизменными. Эти параметры контроля улучшают сравнение результатов между производственными сменами и партиями.
Результаты следует отслеживать во времени, а не использовать только для принятия решений о прохождении или непрохождении проверки. Постепенные изменения могут указывать на износ сопла, загрязнение сжатым воздухом, смещение при очистке или изменение состава поступающего материала.
| Метрическая система | Что это показывает | Типичное использование контроля качества |
| Статический контактный угол | Одно установленное значение смачиваемости | Экспресс-скрининг |
| Угол продвижения | Сопротивление при растекании жидкости | Проверка нанесения покрытия и печати |
| Угол отступления | Смачивание происходит по мере оттока жидкости. | Проверка чистоты и адгезии |
| Наступление минус отступление | Однородность поверхности и закрепление | Обнаружение скрытых дефектов |
Каким образом предварительная обработка плазмой улучшает показатели гистерезиса?
Системы плазменной предварительной обработки KeyLink удаляют микроскопические загрязнения, которые способствуют закреплению контактной линии и нестабильным показаниям гистерезиса.
Очистка поверхности перед нанесением покрытия или склеиванием способствует более равномерному смачиванию. Группы контроля качества могут сравнивать углы натекания и оттекания, чтобы подтвердить измеримое улучшение состояния поверхности.
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими руководствами по этой теме. Как угол смачивания влияет на адгезию и покрытие и Процедура определения краевого угла смачивания по стандарту ASTM.
Заключение
Гистерезис краевого угла смачивания дает производителям более широкое представление о поведении поверхности, чем одно статическое измерение. Он позволяет выявить шероховатость, загрязнения и изменения покрытия, скрытые после того, как капля осядет.
В сочетании с контролируемой плазменной предварительной обработкой и воспроизводимыми динамическими испытаниями этот метод позволяет проверить подготовку поверхности перед началом склеивания, нанесения покрытия или печати.
Ознакомьтесь с возможностями KeyLink. угол контакта Линейка измерительных приборов для идентификации систем, поддерживающих динамические испытания и испытания на гистерезис.
Часто задаваемые вопросы
Что вызывает большой разрыв между наступающими и отступающими точками?
К распространенным причинам относятся микроскопическая шероховатость, химическая неоднородность, органические остатки, неравномерная очистка и некачественная обработка поверхности.
Всегда ли меньшее значение лучше для адгезии?
Не всегда. Более низкое и более стабильное значение часто указывает на более однородную поверхность. Однако адгезия также зависит от химического состава материала, выбора клея и условий отверждения.
Может ли плазменная терапия сократить этот разрыв?
Плазменная обработка может уменьшить образование контактных линий, вызванных загрязнениями, при условии правильного подбора параметров обработки к подложке.
