接觸角
關注創建者：一車面包人 創建時間：2021-04-01
接觸角的實例教程
研究表明，光滑固體表面接觸角最大為120°左右。
這里，涉及到接觸角θ的概念，當 θ>90°時表現為疏水性質，θ<90°時表現為親水性質。θ<5°的表面稱之為超親水性表面；θ>150°的表面稱之為超疏水性表面。那么，我們如何通過ms實現對接觸角的計算呢？這就需要perl腳本的幫助。下面將分享接觸角計算腳本。
首先第一步是構建符合我們實驗要求的結構，如下結構：
可以看出，我們的結構包含液相層和固相層，我們也就是要研究油滴在固相層上的接觸情況，在經過動力學計算之后，我們獲得了體系的運動軌跡文件。下圖是接觸過程的快照：
我們通過動力學得到體系的運動軌跡文件之后，再利用如下腳本，對液滴和表面進行設置，采用圓切法即可得到接觸角的變化。
在提取出隨時間變化的接觸角數據之后，我們可以使用繪圖軟件，對數據進行繪圖。可以看出，在該算例中。接觸角穩定在140度，屬于疏水材料。
最后，歡迎通過微信公眾號聯系我們。
展開 環氧樹脂在填膠過程中會與不同材質的組件接觸，例如基板(PCB)、錫球(Solder ball)、芯片(Silicon die)等。由于在交界面上會有不同的表面張力性質，為了縮短模擬分析和真實制程的距離，提升分析的準確度，Moldex3D加工精靈(Process Wizard) 支持不同接觸角的設定，并提供用戶接口針對各別接觸對象來給定不同接觸角。
Flip-chip capillary underfilling process
操作流程─在填膠分析中，不同嵌件材料的的接觸角設定
步驟1 首先建立一個芯片封裝成型項目，并匯入毛細底部填膠模型。本案例共含有4種不同的嵌件(Part insert)材料，會與環氧樹脂接觸的有錫球、芯片、銅墊(Cu Pad)與直通硅晶穿孔(Through Silicon Via, TSV)。
細底部填膠案例
步驟2 開啟加工精靈，在分析方式(Analysis type)項目選擇毛細底部填膠模塊(Capillary Underfill)，并在底部填膠設定(Underfill Setting)的頁簽點擊進階設定。并切換至表面張力(Surface Tension)，在此為環氧樹脂指定表面張力系數及其與不同嵌件之間的接觸角度。
加工精靈設定頁面
步驟3 完成其他項目設定并執行流動分析后，即可觀察不同接觸角設定對流動波前的影響。本案例套用共三組不同的設定：A是皆為30度的情況；B是皆為10度的情況；C接觸角各自不同的情況。由各組的分析結果可以得知，當接觸角的設定不同時，的確會影響到流動波前的預測，而呈現不同的趨勢。
同接觸角設定與分析結果
來源：科盛科技
展開 環氧樹脂在填膠過程中會與不同材質的組件接觸，例如基板 (PCB)、錫球 (Solder ball)、芯片 (Silicon die) 等。由于在交界面上會有不同的表面張力性質，為了縮短模擬分析和真實制程的距離，提升分析的準確度，Moldex3D加工精靈(Process Wizard) 支持不同接觸角的設定，并提供用戶接口針對各別接觸對象來給定不同接觸角。
Flip-chip capillary underfilling process
操作流程 ─ 在填膠分析中，不同嵌件材料的的接觸角設定
步驟1：首先建立一個芯片封裝成型項目，并匯入毛細底部填膠模型。本案例共含有4種不同的嵌件(Part insert)材料，會與環氧樹脂接觸的有錫球、芯片、銅墊(Cu Pad)與直通硅晶穿孔(Through Silicon Via, TSV)。
毛細底部填膠案例
步驟2：開啟加工精靈，在分析方式 (Analysis type) 項目選擇毛細底部填膠模塊(Capillary Underfill)，并在底部填膠設定(Underfill Setting) 的頁簽點擊進階設定。并切換至表面張力(Surface Tension)，在此為環氧樹脂指定表面張力系數及其與不同嵌件之間的接觸角度。
加工精靈設定頁面
步驟3：完成其他項目設定并執行流動分析后，即可觀察不同接觸角設定對流動波前的影響。本案例套用共三組不同的設定：A是皆為30度的情況；B是皆為10度的情況；C接觸角各自不同的情況。由各組的分析結果可以得知，當接觸角的設定不同時，的確會影響到流動波前的預測，而呈現不同的趨勢。
不同接觸角設定與分析結果
展開 角接觸球軸承是一種可以同時承受徑向負荷和軸向負荷的軸承。米蘇米https://www.misumi.com.cn/這種軸承能夠在較高的轉速下工作，并且其接觸角的大小會影響其軸向承載能力，接觸角越大，軸向承載能力越高。
角接觸球軸承的安裝方式主要有以下幾種：
背對背安裝：兩個軸承的寬端面相對安裝。這種安裝方式下，軸承的接觸角線沿回轉軸線方向擴散，能增加其徑向和軸向的支承角度剛性，具有最大的抗變形能力。它適用于承受較大的軸向載荷和沖擊載荷。
面對面安裝：兩個軸承的窄端面相對安裝。這種安裝方式下，軸承的接觸角線朝回轉軸線方向收斂，其支承角度剛性較小。當兩軸承的外圈壓緊到一起時，外圈的原始間隙消除，可以增加軸承的預加載荷。它適用于承受較小的軸向載荷和沖擊載荷。
串聯安裝：兩個或多個軸承的寬端面在一個方向排成一行安裝。軸承的接觸角線同向且平行，使得兩軸承可以分擔同一方向的工作載荷。但使用這種安裝形式時，為了保證安裝的軸向穩定性，兩對串聯排列的軸承必須在軸的兩端對置安裝。這種安裝方式適用于承受較大的徑向載荷和沖擊載荷。
此外，還有一種定位安裝的方式，即將角接觸球軸承的一個套圈固定在軸上，另一個套圈則固定在機體上，這種安裝方式適用于高速旋轉的場合。
展開 角接觸球軸承是球軸承中一個重要的類型。與深溝球軸承相比，角接觸球軸承具有更大的軸向負荷承載能力，適用于軸向負荷較重的場合。角接觸球軸承也是電機和一些機械設備常用的軸承類型。本文分享一些角接觸球軸承的培訓PPT。
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這種處理方式的優勢在于非接觸式處理，不損傷基材，清潔效率高，還能引入極性基團（如氨基、羥基），讓表面接觸角降至10°以下，大幅提升親水性。適用于精密塑膠件（如電子元件外殼、醫療耗材）的預處理，尤其適合熱敏性材料。
2、超聲波清洗技術
利用20-40kHz高頻聲波產生的空化效應，形成微射流沖擊塑件表面，深入縫隙剝離油污和灰塵。
分子動力學模擬-礦物表面潤濕性1個月前
圖3 是接觸角的二維密度分布。
圖4 是密度分布，還可分析相互作用能
圖5 顯示了親水礦物可能不存在接觸角
圖6-圖7 是溫度-壓力對接觸角的影響。
正確裝軸承，角接觸球軸承預緊力50-100N。
2.清潔潤滑：裝配前清潔零件。選ISO VG32-VG46潤滑油，噴油或油浴潤滑。
合理運行
1.軟啟制動：用變頻器或軟啟動器，設啟動3-5秒、制動5-8秒，平穩啟停。
2.控制優化：采用PID等算法，避頻繁急促正反轉，規劃合理流程。
不同接觸角下，表面張力的影響
在底部填充案例分析中，Inspire PolyFoam 能清晰模擬傳統底部填充工藝和無流動底部填充工藝的全過程。對于傳統工藝，可模擬底部填充劑分配、焊料凸點回流、固化等環節；對于無流動底部填充工藝，能模擬底部填充劑分配與對準、回流與固化等步驟，并展示不同時刻的動態填充過程，幫助工作人員優化工藝步驟，提升底部填充效率和質量。
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VirtualFlow中的體素表示：
插入矩形體素，長0.01，寬0.6，高0.15
設置平移 x = 1m
設置為固體域，并指定運動速度為 y=3.46m/s
圖3 矩形體素
VirtualFlow中物理模型設置：
基本方程為 壓力、U速度、V速度
重力 y=-9.8，開啟靜水壓力項
多相流模型 Level-Set，開啟動態接觸角模型
輸入參數包括接觸角、內外徑、寬度、滾子直徑、滾子長度、滾子數量等軸承內部幾何參數，輸出結果則有ISO281額定動載荷、接觸應力、軸承重量等?；赗omax仿真結果構建機器學習數據集，其中訓練集樣本數量為655個DOE樣本點，驗證集樣本數量為50個DOE樣本點。
軸承設計幾何參數
ODYSSEE機器學習預測模型精度對比如下圖所示。
表面特性與潤濕性
接觸角（潤濕性）
測試方法：測量電解液在隔膜表面的接觸角，評估浸潤速度。
意義：接觸角?。?lt;30°）表明潤濕性好，利于電池充放電效率。
國高材分析測試中心接觸角測量儀
表面粗糙度與涂層均勻性（如為涂覆隔膜）
測試方法：原子力顯微鏡（AFM）或光學輪廓儀分析。
PreonLab支持模擬不同疏水表面的流動狀態，體現液滴在表面上的不同接觸角，預測表面與水流的接觸時間，更好地評估內飾的疏水性能。
下方動圖演示了在等長度、等坡度的三個表面上，由于液滴在固體表面接觸角不同，導致液滴在固體表面流動的時長不同。
</p><p>當兩個表面存在接觸壓力，并產生相對位移時，接觸面將傳遞切向應力，即摩擦力，ABAQUS采用庫倫定律計算，</p><p>根據相關研究，探桿與土體接觸面摩擦角取土體有效內摩擦角的一半。常用的接觸面關系定義方式有兩種，分別為面與面接觸和通用接觸。一般將剛度較大的材料設置為主面，從面的接觸網格應當比主面更精細，防止主面侵入量過大導致計算不收斂。
