DOI霸媚货rkickbgxll不锈钢微米级球冠形表面的润湿性能尚广瑞12杨晓东2丛茜1任露泉1（1吉林大学地面机械仿生技术教育部重点，其中样条长为500 Mm.为行间距与实际接触角的关系图，横坐标负值表示两个球冠部分重叠。对应的表面形貌的实际接触角如所示。

　　分析与讨论31实际接触角的变化趋势从试验结果可知，单元体的球冠直径以及列间距变化并不大，因此在分析时暂时不考虑其对实际接触角的影响。从和可知，实际接触角在逐步减小的过程中，存在走平的趋势。

　　随着球冠高度的增加率逐渐降低，水滴与表面实际接触面积的增加率逐渐趋缓，实际接触角下降趋势也减缓。

　　表面亲水性增加的原因及与传统理论的比较在传统理论中，水滴与非光滑表面的实际接触角通常用以下两个模型描述。

　　的固液界面接触面积与表观固液界面接触面积之比，也称为粗糙度因子。

　　本试验中，经过激光精细加工后的材料表面为球冠形。设行间距为L列间距为B球冠直径为D球冠高为H则实际测得不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的本征接触角0=84°粗糙因子的变化与实际接触角的计算值与观测值的比较如所示。

　　计算值与观测值存在比较大的差别。经过测算可知，如果实际接触角达到61.55°需要r4524对应的球冠高度H>605n.这在本试验中是没有记录到的。在的曲线中，实际接触角的观测值0*与粗糙因子的统计学关系为/cos0与r的关系曲线如所示。其统计学关系为整理后有分形因子fs与实际接触角的关系曲线余弦值与分形因子的关系同样，使用Cassis模型时，理论值与观测值仍然不相符合。

　　不锈钢为亲水材料，表面球冠形点阵增加了水滴与表面的接触面积，导致实际接触角减小。但是在本试验条件下，Wenze膜型与Cassis模型均出现了比较大的偏差。其主要原因是：①球冠单元体的直径与行间距或直径与列间距比值过大。②球冠单元体的高度与直径比过小。以上原因导致了Wenze膜型中的r值过小而Cassie模型中的/值过大，因此理论值与观测值出现了比较大的偏差。

　　在微米尺度上，通过激光精细加工使不锈钢表面形成球冠形非光滑结构，可以使材料表面的亲水性能增加，实际接触角可降低28表面球冠单元体的几何参数中，球冠高度、行间距对润湿性能有显著影响。

　　对于作者研究的球冠形表面，如果以粗糙度因子计算实际接触角，则服从统计学规律式；如果以分形因子/计算实际接触角，则服从统计学规律式（9）。