【正文】 Y=γLV(1+cosθ)/2(γdlv)1/2然后，由測得的不同液體的接觸角，以及相應(yīng)的液體表面張力，可算得數(shù)組（Xi Yi）。利用最小二乘法原理，將數(shù)組線性歸一化，就得到了直線的斜率b和截距a：a=(γds)1/2 b=（γps）1/2這樣就算出了材料表面自由能中的色散分量和極性分量，從而得到樣品表面能的值。（3）表面能的計(jì)算本實(shí)驗(yàn)通過測定四種不同液體在樣品表面的接觸角來計(jì)算表面能。表23給出了實(shí)驗(yàn)中所用四種檢測液體的表面能參數(shù)。表23 四種檢測液體的表面能參數(shù)表面能（焦耳）測試液體γdlvγplvγlv蒸餾水乙二醇丙三醇甲酰胺下面以堿處理時(shí)間為30分鐘的樣品為例，說明表面能的計(jì)算方法。首先利用測得的四種液體的接觸角，計(jì)算處理時(shí)間為30分鐘的樣品的（Xi Yi）；再根據(jù)最小二乘法處理相關(guān)數(shù)據(jù)，分別得到截距 a和斜率b值。如圖26為處理時(shí)間為30分鐘的樣品的數(shù)據(jù)處理圖。圖26 Origin數(shù)據(jù)處理圖由以上數(shù)據(jù)處理圖可以得到截距a==。在得出a和b的基礎(chǔ)上，我們分別對(duì)a、b平方，得到的結(jié)果分別為表面能的色散分量和極性分量；兩者相加就得出了處理時(shí)間為30分鐘的樣品總的表面能。下表24為各樣品的表面能的色散分量、極性分量及總的表面能。表24 四種不同樣品的表面能 表面能（焦耳）樣品編號(hào)γdsγpsγs123453 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析表22顯示，與未經(jīng)處理樣品相比，經(jīng)過堿處理的樣品接觸角明顯低于前者的接觸角，這可能與堿處理后樣品表面形成的大量的羥基有很大關(guān)系。圖31為樣品與蒸餾水的接觸角與處理時(shí)間的關(guān)系。 圖31 樣品與蒸餾水的接觸角和處理時(shí)間之間的關(guān)系圖31中，X軸為樣品編號(hào)，Y軸為接觸角的大小。處理時(shí)間不為零的樣品的接觸角要明顯小于未經(jīng)處理的樣品，表現(xiàn)出較好的親水性。并且圖中樣品與蒸餾水的接觸角隨處理時(shí)間變化似乎沒有什么規(guī)律性；而表22中顯示其它三種液體與水的變化趨勢都不相一致；這可能是樣品制作或測量接觸角時(shí)出現(xiàn)了一些比較嚴(yán)重的誤差。從表24中數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過堿處理后樣品的總表面能有所增大，但是增大的幅度較?。徊⑶冶砻婺艿拇笮‰S堿處理時(shí)間變化不是很大。圖32為樣品表面能與處理時(shí)間之間的關(guān)系。圖32 樣品表面能與堿處理時(shí)間的關(guān)系圖從圖32中，我們可以知道堿處理時(shí)間對(duì)樣品的總表面能影響不大；但是表22中顯示處理后樣品的接觸角又要明顯小于未經(jīng)處理的樣品，表現(xiàn)出良好的親水性，顯然堿處理對(duì)表面能有較大的影響，這似乎相互矛盾。表24中表面能的極性分量與色散分量之間的比值似乎變化較大。下圖33為表面能的極性分量與色散分量之間關(guān)系。圖33 樣品的極性分量與色散分量之間的關(guān)系圖從圖33可以看出，與未經(jīng)處理的樣品相比，堿處理60和120分鐘樣品的總表面能有所增加，但是色散分量在總表面能中的比值卻有所下降，這種變化可能與堿液處理后改變了鈦表面的結(jié)構(gòu)與成分有關(guān)，以往的實(shí)驗(yàn)研究顯示鈦表面經(jīng)堿液處理后形成多孔網(wǎng)狀的水凝膠層，其主要成分為二氧化鈦（銳鈦礦）［25］，正是這層水凝膠層使材料的表面能發(fā)生了一些改變。而表22中堿處理60和120分鐘樣品與測試液體的接觸角的也要明顯小于未經(jīng)處理的樣品，并且樣品的接觸角是呈先降后升趨勢的，這與色散分量在總表面能中比值的變化趨勢相吻合。另外，堿處理90分鐘樣品的接觸角要大于其他三種堿處理樣品，似乎與相關(guān)理論相矛盾；這可能是樣品的制作過程中出現(xiàn)了一些失誤，或者是在接觸角的測量過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的誤差。4 結(jié)論1）經(jīng)過堿處理的樣品的親水性要好于未經(jīng)處理的樣品，并且經(jīng)過處理的樣品與測試液體的接觸角的變化大致呈減小的趨勢。2）與未經(jīng)處理的樣品相比，經(jīng)過堿處理的樣品的表面能有所增大，但是增加的幅度比較小。3）對(duì)于堿處理過的樣品，其色散分量在總表面能中的比值有所下降，這種變化可能與堿液處理后鈦表面微結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分的變化有關(guān)。4）鈦氧膜表面能的變化與總表面能中色散分量的比值變化有關(guān)；當(dāng)樣品的色散分量的比值降低時(shí)，其接觸角也相應(yīng)的減小，表面出更好的親水性。5）通過比較不同堿處理時(shí)間下的鈦氧膜樣品的表面能，發(fā)現(xiàn)隨著處理時(shí)間的增加，樣品的表面能有一定的增加，但是增加的量不大，并且處理時(shí)間為120分鐘樣品的表面能甚至還有所減小；但是表面能的極性分量與色散分量之比卻隨時(shí)間的延長而增大。致 謝本論文是在指導(dǎo)老師文峰副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。文老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，嚴(yán)以律己、做事認(rèn)真負(fù)責(zé)的人格魅力給我留下了深刻印象，將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)、生活和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本論文從選題到完成，每一步都是在文老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了文老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向文老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！在此，同樣感謝給予我大量幫助和指導(dǎo)的楊亮老師、張理元學(xué)長和我一同工作的李丹紅、馮德智、陳軍沖和吳樹園等幾位同學(xué)，正是由于大家的共同努力和付出才換來了實(shí)驗(yàn)的順利結(jié)束和豐碩成果，感謝他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程的給予我的幫助和支持！參考文獻(xiàn)［1］吳志猛,偉強(qiáng),［J］.真空,2003(2):19［2］孟慶超,［J］.新技術(shù)新工藝，2006(8):1［3］［D］.西南交通大學(xué)，2006［4］高鐮，鄭珊，［5］：西南交通大學(xué)，碩士［M］，2005［6］Negishi N,Ibusuki Surface Science,1997,121/122:417～420［7］Ichikawa S,Doi Solid Films,1997,292:130～134［8］Battiston G A,Gerbasi R, Porchia M et Solid Films,1994,239:186～191［9］Rao N K,Murthy M A,Mohan Solid Films,1989,176:181［10］[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,［11］張松，李琪，[J].化學(xué)通報(bào),2004,(4):295［12］于向陽，程繼健，[J].玻璃與搪瓷,2001,29(1):3［13］ 張偉偉，[J].陶瓷學(xué)報(bào),2004,25(4):235［14］、碩士［M］，2007［15］：長春理工大學(xué)，碩士［M］，2009［16］：浙江大學(xué)，碩士［M］，2005［17］,. Plasma Electrolysis for Surface Engineering，,1999,122:73～93.［18］：西南交通大學(xué)，碩士［M］，2002［19］白薇，陳治清，張敏等. ..2003，21(1):2224［20］：西南交通大學(xué)，碩士［M］，2001［21］Tang Nongxuan(唐農(nóng)軒) et al. Rare Metal Materials and Engineering(稀有金屬材料與工程)［J］,1992,21(4):65［22］(李軍).Rare Metal Materials and Engineering(稀有金屬材料與工程)［J］,2003,32(5):398［23］張世文，1994（3）：（36）［24］常學(xué)森，巴德純，聞立時(shí)，．東北大學(xué)真空與流體工程研究中心，遼寧 沈陽，1990［25］魏建華,劉寶林,、改性種植體表面的構(gòu)建及形貌分析[J].實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志,2003,19(1):3