[发明专利]一种憎水性材料静态接触角计算方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的憎水性材料静态接触角计算方法，其特征在于，所述液体参数信息为液体的密度(ρ)和液体的表面张力(γ)。

3.根据权利要求2所述的憎水性材料静态接触角计算方法，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的憎水性材料静态接触角计算方法，其特征在于，所述归一化的液滴边缘点的横坐标和纵坐标为：

x＝x₀+δx₁+δ²x₂

y＝y₀+δy₁+δ²y₂

p＝p₀+δp₁+δ²p₂

式中

δ=L2ρgγ]]>

p₀＝2

p1=-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。

5.根据权利要求1-4任一所述的憎水性材料静态接触角计算方法，其特征在于，二分法确定静态接触角的步骤为：

步骤401：计算时纵坐标z(π)，判断纵坐标z(π)是否小于液滴高度；

如果是，则静态接触角为180°，二分法结束；

如果否，设定n_m、n_M初值，△θ＝π/n_M，n_C＝(n_m+n_M)/2,θ_C＝n_C△θ；并执行步骤402；

步骤402：判断n_M-n_m是否小于2；

如果是，则静态接触角为此时的θ_C，二分法结束；

如果否，再判断时纵坐标z(θ_C)是否小于液滴高度；

如果是，则修订n_m＝n_C,n_C＝(n_m+n_M)/2,θ_C＝n_C△θ；

如果否，则修订n_M＝n_C,n_C＝(n_m+n_M)/2,θ_C＝n_C△θ；

步骤403：返回执行步骤402，直至二分法结束；

其中：

n_m、n_M、△θ、n_C均为二分法的中间参数，n_m、n_M、n_C为正整数；

△θ、θ_C为0到π之间的角度数据。