準(zhǔn)確表征金屬表面的親疏水性對(duì)于材料研發(fā)和質(zhì)量控制至關(guān)重要。接觸角測(cè)量作為評(píng)估金屬潤(rùn)濕性的主流技術(shù)，已發(fā)展出多種方法以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景和精度要求。這些測(cè)量手段從簡(jiǎn)單直觀到復(fù)雜精密，共同構(gòu)成了金屬表面潤(rùn)濕性能的完整表征體系。

一、靜態(tài)接觸角測(cè)量法

直接測(cè)量法：

  最基礎(chǔ)的靜態(tài)接觸角測(cè)定技術(shù)，操作簡(jiǎn)便且成本較低。該方法將2-5μL測(cè)試液體（通常為超純水）滴加在金屬表面，通過(guò)量角器或圖像分析軟件測(cè)量接觸角。ASTM D5725標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用自動(dòng)接觸角測(cè)試儀評(píng)估片狀材料潤(rùn)濕性的方法，適用于金屬箔和涂層金屬。

座滴法：

  靜態(tài)測(cè)量中zui精確的技術(shù)，被GB/T 22638.9-2016采納為鋁箔親水性檢測(cè)的仲裁方法。該方法的標(biāo)準(zhǔn)化操作包括：樣品水平調(diào)節(jié)（使用XY專(zhuān)用水平儀）、環(huán)境控制（23±2℃，50±5%RH）、液滴體積控制（1-2μL）以及多點(diǎn)測(cè)量（至少5個(gè)不同位置）。

二、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量法

前進(jìn)/后退角法：

  通過(guò)改變液滴體積獲取動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕參數(shù)，能更全面地反映金屬表面特性。前進(jìn)角（液滴擴(kuò)展時(shí)的最大角度）表征表面最大潤(rùn)濕性，后退角（液滴收縮時(shí)的最小角度）反映表面最小潤(rùn)濕性。接觸角滯后（CAH=前進(jìn)角-后退角）與表面化學(xué)異質(zhì)性和形貌不均勻性直接相關(guān)。

滾動(dòng)角測(cè)量：

  評(píng)估金屬表面自清潔能力的重要方法。通過(guò)傾斜樣品臺(tái)直至液滴開(kāi)始滾動(dòng)，此時(shí)的臨界角度即為滾動(dòng)角。中國(guó)科學(xué)院蘭州化物所開(kāi)發(fā)的超疏水鈦合金表面，水滴滾動(dòng)角小于2°，表現(xiàn)出zhuo越的自清潔性能。

三、特殊測(cè)量技術(shù)

Washburn法

  適用于多孔或粉末金屬材料的接觸角測(cè)量。該方法基于毛細(xì)上升原理，通過(guò)監(jiān)測(cè)液體滲透速率計(jì)算等效接觸角。在研究鐵礦粉潤(rùn)濕性時(shí)，滲透壓差法被廣泛采用，需先用環(huán)己烷（wan美潤(rùn)濕液體）測(cè)定料柱結(jié)構(gòu)參數(shù)，再計(jì)算水接觸角。這種方法雖然不能直接測(cè)量單塊金屬的接觸角，但對(duì)評(píng)估多孔涂層和燒結(jié)金屬的潤(rùn)濕性具有du特優(yōu)勢(shì)。

高溫高壓接觸角測(cè)量

  模擬金屬在實(shí)際工作環(huán)境下的潤(rùn)濕行為。某些特殊應(yīng)用（如油井設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)部件）需要了解金屬在高溫（可達(dá)200℃）或高壓條件下的親疏水性變化。這類(lèi)測(cè)量需要專(zhuān)門(mén)的溫控腔體和壓力控制系統(tǒng)，是當(dāng)前研究的前沿領(lǐng)域。

  隨著技術(shù)進(jìn)步，接觸角測(cè)量正朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。自動(dòng)樣品臺(tái)、機(jī)器視覺(jué)和AI算法的結(jié)合，使高通量測(cè)量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析成為可能。多技術(shù)聯(lián)用（如接觸角儀與AFM、XPS聯(lián)用）能提供更全面的表面特性表征，為理解金屬潤(rùn)濕性提供多尺度視角。這些創(chuàng)新方法正在推動(dòng)金屬表面工程向更精確、更高效的方向發(fā)展。