This is a practical guide to Surface Science for researchers working in the Automotive Industry.
Dans ce tout nouveau guide, vous apprendrez tout sur :
Plongeons dans le vif du sujet.
We analyze and improve the performance of automotive products by leveraging surface properties like surface tension and contact angles. These properties are crucial for understanding how coatings and treatments interact with vehicle surfaces, ultimately affecting the spread and adhesion of liquids on solids. Paints, sealants, and protective coatings rely heavily on these surface properties for their effectiveness and durability in the automotive industry. Automotive surface science merges precision engineering with material science to create products that not only protect and enhance vehicle surfaces but also maintain them. Striking the perfect balance between performance and appearance is paramount, ensuring that coatings can withstand environmental stressors, resist wear, and preserve the vehicle’s aesthetic appeal for years to come.
We use the following surface properties to understand the behavior of Automotive products and improve their quality.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer.
Young – Méthode Laplace
Méthode polynomiale
Ideally, when we place a drop on a solid surface, a unique angle exists between the liquid and the solid surface. We can calculate the value of this ideal contact angle (the so-called Young’s contact angle) using Young’s equation. In practice, due to surface geometry, roughness, heterogeneity, contamination, and deformation, the contact angle value on a surface is not necessarily a single consistent value but rather falls within a range. The upper and lower limits of this range are known as the advancing and receding contact angles, respectively. The values of advancing and receding contact angles for a solid surface are highly sensitive to many parameters, such as temperature, humidity, homogeneity, and minor contamination of the surface and liquid. For example, the advancing and receding contact angles of a surface can differ at different locations.
Les surfaces et les revêtements pratiques présentent naturellement une hystérésis d’angle de contact, indiquant une gamme de valeurs d’équilibre. Lorsque nous mesurons les angles de contact statiques, nous obtenons une seule valeur dans cette plage. S’appuyer uniquement sur des mesures statiques pose des problèmes, tels qu’une mauvaise répétabilité et une évaluation incomplète de la surface en ce qui concerne l’adhérence, la propreté, la rugosité et l’homogénéité.
In practical applications, we need to understand how easily a liquid spreads (advancing angle) and how easily it is removed (receding angle), such as in painting and cleaning. Measuring advancing and receding angles offers a holistic view of liquid-solid interaction, unlike static measurements, which yield an arbitrary value within the range.
Ces informations sont cruciales pour les surfaces du monde réel avec des variations, une rugosité et une dynamique, aidant des industries telles que les cosmétiques, la science des matériaux et la biotechnologie à concevoir des surfaces efficaces et à optimiser les processus.
Découvrez comment la mesure de l’angle de contact est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de contact, lisez notre mesure de l’angle de contact : le guide définitif
These reference measurements show how deionized water wets four standard substrates measured with the Droplet Lab Dropometer. Use them as visual and numerical benchmarks when you're checking your own sample preparation, treatments, and chemistry.
Full contact angle and surface energy datasets (including additional liquids and statistics) are available on our dataset hub.
The droplet images above are taken from the same benchmark series as our open dataset. For each substrate and probe liquid we report:
● Advancing and receding contact angles (and hysteresis)
● Derived surface energy (SFE) values based on multi-liquid measurements
● Measurement conditions, uncertainties, and sample preparation details
Comparing your own droplet shapes and angles against these references is a fast way to spot contamination, treatment drift, or unexpected changes in wettability.
Cette propriété mesure la force qui agit à la surface d’un liquide, dans le but de minimiser sa surface.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Tension superficielle dynamique
La tension superficielle dynamique diffère de la tension superficielle statique, qui fait référence à l’énergie de surface par unité de surface (ou à la force agissant par unité de longueur le long du bord d’une surface liquide).
La tension superficielle statique caractérise l’état d’équilibre de l’interface liquide, tandis que la tension superficielle dynamique tient compte de la cinétique des changements à l’interface. Ces changements peuvent impliquer la présence de tensioactifs, d’additifs ou de variations de température, de pression et de composition à l’interface.
Quand utiliser la mesure dynamique de la tension superficielle
Dynamic surface tension is essential for processes that involve rapid changes at the liquid-gas or liquid-liquid interface, such as droplet and bubble formation, coalescence (change in surface area), the behavior of foams, and the drying of paints (change in composition, e.g., evaporation of solvent). It is measured by analyzing the shape of a hanging droplet over time.
La tension superficielle dynamique s’applique à diverses industries, notamment les cosmétiques, les revêtements, les produits pharmaceutiques, la peinture, l’alimentation et les boissons, ainsi que les processus industriels, où la compréhension et le contrôle du comportement des interfaces liquides sont essentiels pour la qualité du produit et l’efficacité des processus.
Apprenez comment la mesure de la tension superficielle est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de la tension superficielle : le guide définitif
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Découvrez comment la mesure de l’énergie de surface est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de l’énergie de surface : le guide définitif
For benchmark contact angle and surface energy values on glass, nylon, PMMA, and Teflon, see the Open Benchmark Data panel above or visit our Dataset Hub for full CSV downloads.
L’angle de glissement mesure l’angle auquel un film liquide glisse sur une surface solide. Il est couramment utilisé pour évaluer la résistance au glissement d’une surface.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Apprenez comment la mesure de l’angle de glissement est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de glissement, lisez notre Mesure de l’angle de glissement : le guide définitif
Within the Automotive industry, several case studies exemplify the advantages of conducting surface property measurements.
We applied four different paints (A, B, C, and D) to curved metal surfaces like car hoods and doors to identify the most water-repellent option. We used contact angle as the key measure, with a larger angle indicating better water repellency. Paint A completely absorbed water droplets, while Paint B formed a 36-degree contact angle. Paints C and D achieved even better results, with contact angles of 42 and 58 degrees, respectively. These measurements represent the average of 8 and 10 readings for paints A and B, and C and D, respectively. Based on these results, Paint D emerges as the most suitable candidate for water resistance, clearly demonstrated by its superior contact angle. Conversely, Paint A proves entirely unsuitable, allowing water to spread and potentially be absorbed due to its minimal contact angle.
L’industrie automobile privilégie le maintien d’une visibilité claire pour les conducteurs sous la pluie afin d’assurer la sécurité. Les pare-brise traditionnels ont souvent du mal à s’accumuler de l’eau, ce qui compromet la visibilité et met les conducteurs en danger. Pour y remédier, l’industrie a développé une solution unique : l’application d’un revêtement hydrophobe à faible angle de glissement sur les pare-brise automobiles. Ce faible angle permet à l’eau de pluie de glisser facilement de la surface, ce qui réduit considérablement l’accumulation d’eau et améliore considérablement la visibilité et la sécurité du conducteur dans des conditions pluvieuses.
Si vous êtes intéressé par la mise en œuvre de ces applications ou de toute autre application, veuillez nous contacter.
In an industry where precision reigns supreme, how can Automotive manufacturers ensure their products withstand scrutiny? The answer lies in standards and guidelines: the compass that guides them through the complex maze of quality and performance.
A combined characterization workflow that pairs ISO 25178 areal (3D) surface texture parameters with quantitative wettability and droplet-mobility metrics to explain whether functional performance is driven mainly by surface chemistry/contamination or by texture/roughness state. Dropometer provides the wettability/mobility measurements; ISO 25178 texture metrology must be performed separately using a profilometer/interferometer.
Use when a part fails or drifts and you need to separate “chemistry/contamination” causes from “texture recipe/process” causes with measurable evidence.
Use when establishing PPAP/APQP-ready limits by correlating texture parameters + wetting/mobility outputs to real performance outcomes.
Note: Correlation thresholds must be calibrated per part family + process by tying texture + wettability outputs to actual functional outcomes (adhesion test, clearing/fogging performance, defect/return rates). Treat Wenzel/Cassie interpretations as diagnostic models with assumptions, not as universal truth.
We hope this guide showed you how to apply surface science in the Automotive industry.
Maintenant, nous aimerions vous céder la parole :
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