接觸角儀作為表征固體表面潤濕性能的核心設備,液滴成型的完整性直接決定測試數據的有效性。在實際測試過程中,液滴無法成型(如液滴潰散、鋪展過快、無法懸掛等)是常見故障,其成因涉及儀器、樣品、操作、環境等多方面因素。精準定位并解決該問題,是保障測試工作順利開展的關鍵。
儀器核心部件故障是液滴無法成型的首要誘因。針頭作為液滴輸出的關鍵部件,若存在磨損、堵塞或變形,會導致液體流出不暢、滴液形態不規則。例如,針頭內壁殘留雜質會破壞液體的連續性,使液滴分裂成小液珠,無法形成完整測試液滴;針頭尖變形則會改變液體出口角度,導致液滴無法垂直滴落至樣品表面。此外,注射泵精度異常也會影響液滴成型,泵體壓力不穩定或流量校準偏差,會造成液體輸出量忽多忽少,要么液滴過大潰散,要么液滴過小無法穩定存在。

樣品表面狀態不符合測試要求,是液滴無法成型的重要原因。樣品表面的清潔度直接影響液滴鋪展效果,若表面殘留油污、灰塵或測試殘留液,會降低液體與固體的界面張力,導致液滴快速鋪展,無法維持球形或類球形形態。同時,樣品表面粗糙度超標或存在缺陷(如劃痕、孔隙),會使液體滲入缺陷處,破壞液滴的完整性。對于多孔材料或吸水性樣品,液體易被樣品快速吸附,導致液滴瞬間消失,根本無法成型。
操作人員的不規范操作的也會引發該問題。滴液高度控制不當是常見誤區,滴液針頭與樣品表面距離過遠,液滴下落時受重力沖擊過大,接觸樣品后會潰散;距離過近則可能導致針頭觸碰樣品,污染表面或破壞液滴形態。液體選取與參數設置不合理同樣關鍵,若測試液體粘度過低,易快速鋪展;粘度過高則難以形成獨立液滴。此外,未根據樣品特性調整注射泵流量、液滴體積等參數,也會導致液滴無法達到測試所需的穩定形態。
環境因素的影響易被忽視但不可小覷。測試環境溫度波動過大,會改變液體的表面張力和粘度,影響液滴的穩定性;環境濕度超標時,易在樣品表面形成水汽層,干擾液體與樣品的接觸效果,導致液滴鋪展異常。同時,環境中的氣流(如通風櫥風速、人員走動產生的氣流)會直接沖擊下落過程中的液滴,破壞其成型狀態,甚至導致液滴偏移無法滴落至目標位置。