决定清洁程度

对于精密零件，需要有某种类型的修整应用于他们，不充分清洁而预处理是造成油漆或电镀缺陷的最大原因。跳镀，起泡和分层只是一些最常见的缺陷造成的糟糕的清洁。

良好的清洁对几乎所有的表面处理都是必不可少的。虽然钱花得值，但良好的清洁也不是没有成本，过度清洁是浪费时间和金钱，在某些情况下，还会浪费机器。

那么，多干净才算干净，什么时候一部分才算足够干净呢?在休斯敦州立大学(SHSU)，并与我们的同行合作，我们正在运行一个持续的项目，以开发更实惠的清洁测试方法。我们绝不是第一个有这一目标的国家。早在20世纪50年代，AESF就赞助了哥伦比亚大学的H.B.林福德完成这项任务。他的研究发表在当时的《电镀》杂志上。

现代图像分析

半个世纪过去了，什么发生了改变?在清洁基础上的物理化学原理方面没有很多，但在低成本的硬件和软件工具方面，可以说一切都变了。今天，数码摄影，电子表格和测量软件是可用的和便携的，使用的奇迹是今天的带摄像头和联网的手机。我们小组最近展示了手机在使用Bikerman方法测量接触角方面的效用。

1941年，J.J. Bikerman开发了一种测量接触角的新方法。已知体积的液滴(v，通常为5-10µL)放置在水平表面，从上方观察。滴底的直径(d)是用校准的显微镜或类似的成像设备测量的。比d3/v是Bikerman所报道的接触角的函数。

R.N. Miller使用了这种方法，他推导了一系列列图来解这个方程。在SHSU，使用手机(图1)捕捉固着落点(图2)和已知尺寸的校准对象的图像。一个叫做Meazure的免费软件程序被用来测量液滴直径。d和v的测量值与像素校准信息一起输入到电子表格中(图3)，该电子表格已被编程用于查找相应的接触角。

侧面成像可以直接查看接触角。无处不在的图像处理软件，如Photoshop, CorelDraw或Meazure，可以进行图像分析，测量接触角。图4显示了该流程的理想实现。将一个圆(或部分)贴合到液滴的轮廓上，然后，通过画出与固体表面接触点的半径，就可以很容易地确定接触角。另外，图4中的图像C显示了允许使用半角法的高度(h)和基径(d)。

这些现代图像分析技术模仿了1993年专利中公布的测量接触角的优雅方法。在这种仪器中，跌落图像被看作是屏幕上的一个剖面。一个可调节的指针以水滴的边缘为中心，用于测量从水滴底部到水滴顶点的角度(图4C)。接触角度直接从屏幕上读取，经过校准后显示两倍的角度。

1937年，伟大的表面科学家欧文·朗缪尔(Irving Langmuir)首次报道了另一种测量方法。他认识到，因为液滴有一个闪亮的表面，人们可以测量入射光束击中液滴表面的反射角度。反射角可以用来确定接触角。图5显示了20世纪70年代基于这一概念的商业工具。在上海大学，我们正在使用最先进的、低成本的技术扩展这一概念。虽然它只适用于接触角从10到80度，但朗缪尔法的优点在于它能立即读出接触角;不需要计算。

除了成本低之外，其中一些方法并不局限于实验室使用。他们也可以在车间使用，同时，由于有了手机，结果可以传送到基地，在那里存档，如果必要的话。

在实验室中，最精确的洁净度测试方法是所谓的轴对称水滴形状分析(ADSA)方法，在该方法中，无柄水滴的轮廓是用计算机拟合到一个数学方程中。诺依曼教授的研究小组在多伦多是最重要的开发ADSA例程，和ADSA软件出售与高档市场的测角仪。然而，有三个开源软件例程，我们已经报告了它们的性能。

抛光工经常必须按照规定的ASTM(或类似的)标准工作。该机构目前正在与克利福德·舍夫博士领导下成立的小组委员会审查接触角度和清洁度测量技术。我们的结果会定期提交给小组委员会，他们将决定对现有ASTM标准(9、10和类似标准)的可能更新。

工具书类

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