为了提高犁铧钢表面对水的接触角,利用电子显微技术采集荷叶表面微观形貌,运用图像边缘Sobel算子提取其特征,在犁铧钢表面进行仿荷叶表面微观形貌的激光刻蚀处理。单因素试验中,激光刻蚀各因素对犁铧钢与水接触角的影响满足二次曲线规律变化,确定了接触角提高的范围。通过正交试验,建立了接触角与各因素间的回归模型,确定了最优工艺参数组合,即图像阈值为125、图像比例为29%和电流为13.3A,其最优接触角为75.50°。
为了更加准确地获得硅橡胶材料的静态接触角,有必要研究接触角测量时各种因素对测量结果的影响。基于接触角测量仪和数码相机及动静态接触角自动计算软件DSCA(dynamic static contact angle),研究了座滴法测量硅橡胶静态接触角时水珠体积、拍照延迟时间、温度、水电导率和样本纵向倾斜程度对测量所得接触角的影响。结果表明:水珠体积对静态接触角测量没有明显影响,但不同体积水珠的最佳接触角算法不同;随拍照延迟时间增加,接触角有下降趋势,洁净样本、电晕样本、染污完全迁移样本下降速度较慢,浸泡和染污未完全迁移样本下降速度较快;温度对测量所得接触角有影响,低温下静态接触角偏小;水电导率对测量得到的接触角未见明显影响;反向倾斜可能会导致大误差,正向倾斜时,无论是大接触角图像还是小接触角图像,倾斜程度对测得的接触角影响不大,但倾斜的水珠图像会给自动计算带来难度。因此,低温中取出的试样要恢复到室温后测量,而高温试样则关系不大;水珠体积选择2～4μL;拍照可选择滴水后5s左右进行;水应选择去离子水,如无也可用自来水或具有一定电导率的盐水替换;尽量选择镜头平面垂直于硅橡胶平面时进行拍摄。
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