具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如附图1所示，一种基于正交实验的低粘附性超疏水表面制作方法，包括以下步骤：

步骤S1、确定加工材料的影响因子，影响因子有四个且分别为速度、间距、加工次数和功率；

步骤S2、确定四个影响因子下的不同水平，在每个影响因子下各有三个水平；

具体的，本实施例采用的是德国通快激光器(通快5050)，其波长为515nm。影响因子主要有功率、速度、间距和加工次数四个，而在不同影响因子下又有不同水平,参考附图2。

由附图2可知，采用激光器制作超疏水表面设定了4个影响因子，并且在每个影响因子下各有3个水平。那么，如果将每个影响因子和每个水平一一试验，一共要进行3^4＝81次试验。显然，这对于一个普通的实验来说，需要投入过多的精力、材料、和时间。因此，在本实施例中选择利用正交实验表完成这项实验。

步骤S3、基于各影响因子和水平确定L9(3⁴)的正交表并进行实验；

由于本实验恰好符合4因子3水平，可以选择利用L9(3⁴)正交表。利用该正交表，只需要进行9次实验，就可以得到一个相对准确的结果。

该步骤S3具体包括以下步骤：

S31、将功率、速度、间距、加工次数这四个影响因子依次记为A、B、C、D，将三个水平依次标记为1、2、3，建立L9(3⁴)的正交表；参考附图3。

由附图3可知，附图3中的表格恰好符合正交表的两个特点：(1)每一列中，每一因子的每个水平，在试验总次数中出现的次数相等。(2)任意两个因子列之间，各种水平搭配出现的有序数列(即左边的束放在前，右边的数放在后)按这一次序排出的数对时，每种数对出现的次数相等。也就是说，所列的正交表符合“各因子各水平”搭配均衡的特点。

步骤S32、将正交表中的内容转换成各影响因子及其水平表示。对应的参考附图4。

步骤S4、利用极差分析法对实验结果进行分析，并确立最优方案；

该步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41、基于步骤S3中的正交表，即附图4，同时应用杨氏方程，并使用接触角测量仪和滚动角测量仪测量得到实验结果；

其中，杨氏方程是理想固体表面的润湿科学基本定理，表达式为

γ_LVcosθ_Y＝γ_SV-γ_SL (1)

在式(1)中，液滴与其表面的接触角为θ_Y、固液界面表面张力(γ_SL)、固气界面表面张力(γ_SV)以及液气界面表面张力(γ_LV)的关系满足式(1)。

同时，使用接触角测量仪器(OLS4000)和滚动角测量仪统计了9组数据，得到的实验数据如图5和图6所示。

步骤S42、利用极差分析法进行分析比较：

为得到更加准确的结果，须对试验后的结果进行分析。利用直观分析法(极差分析法)进行分析比较的出实验结论。

(1)确定同一影响因子的不同水平的接触角和滚动角大小；

以图3为例，一共有4个影响因子，即A(功率)、B(速度)、C(间距)、D(加工次数)会对实验结果产生影响。首先确定A影响因子的三个水平A₁、A₂、A₃对接触角和滚动角的影响。对于A影响因子，一共进行了9次实验。设实验结果接触角为CA₁、CA₂、CA₃、CA₄、CA₅、CA₆、CA₇、CA₈、CA₉和滚动角SA₁、SA₂、SA₃、SA₄、SA₅、SA₆、SA₇、SA₈、SA₉。对于A影响因子的第一个水平，其总的接触角大小为K₁＝CA₁+CA₂+CA₃，平均接触角为k₁＝(CA₁+CA₂+CA₃)/3；对于A影响因子的第二个水平，其总的接触角大小为K₂＝CA₄+CA₅+CA₆，平均接触角为k₂＝(CA₄+CA₅+CA₆)/3；对于A影响因子的第三个水平，其总的接触角大小为K₃＝CA₇+CA₈+CA₉，平均接触角为k₃＝(CA₇+CA₈+CA₉)/3；同样，可以计算出B、C影响因子的各个水平的总接触角和平均接触角。通过该方法也可以确定影响因子对另一个实验指标滚动角的大小。

这样，A影响因子的三个水平A₁、A₂、A₃就有了可比性，因为在A1条件下的三次实验中，B、C皆取三种水平，而且三种水平出现的次数相同。在A₂、A₃条件下，B、C皆取三种水平，而且三种水平出现的次数相同。同样，在B、C影响因子下，其他变量出现的次数也相同，整个实验各自的影响因子水平有了对比性。

(2)极差分析，确定各影响因子的极差值；

最好的水平A_MAX与最差的水平A_MIN之差称为极差，用R表示。例如，对于A因子来说，极差R为A_MAX-A_MIN，我们也用这种方式计算B、C因子的极差值。

(3)最优方案的确定，根据各影响因子的极差值，确定各影响因子的主次顺序；对于多指标，则根据权重比进行排序。

我们还要确定各影响因子对实验结果的影响。具体表现为各个影响因子的水平之间极差值大小进行比较，哪个影响因子的极差值大，它就是主要影响因子，哪个影响因子的极差值小，它就是次要影响因子。在判断最优方案时，根据各个影响因子的主次对各个方案进行排序。对于多指标实验，可以根据权重比，判断各个方案的优劣。所确定的最优方案必须符合超疏水的定义。结果参考附图7。

通过附图7，可以得到4个极差：10(功率)，3.3(速度)，2.8(间距)，2.8(加工次数)。根据这4个极差数的大小。从附图8和附图9可以求出看出各个影响因子对于接触角和滚动角的影响。对于功率这一列的极差数是10，说明功率对接触角大小的影响是最重要的，其次是速度和间距，最后才是加工次数。从分析中看出，A因子(功率)取第三水平好，而B因子(速度)和C因子(间距)均取第二水平好。对于加工次数，它对实验结果的影响是最小的，如果从节省时间的角度来看，选择第二水平是比较合适的，因为该水平因子不仅达到了超疏水的要求(接触角必须大于等于150°)，然而出于谨慎考虑和为了得到更好的结果，依旧选择水平3。综上，对于接触角这一实验指标，影响因子的主次依次为A、B、C、D。对于滚动角这一实验指标，影响因子的主次依次为D、A、C、B。

接触角和滚动角都是低粘附性超疏水两个重要的指标，为确定最优方案，本专利设定两个实验指标权重比各为0.5。对于接触角的各个影响因子排名：1(A)、2(B)、3(C)、4(D)。滚动角各个影响因子排名为：1(D)、2(A)、3(C)、4(B)。对排名进行权重比计算，得到的结果如下：

影响因子A:1×0.5+2×0.5＝1.5

影响因子B:2×0.5+4×0.5＝3

影响因子C:3×0.5+3×0.5＝3

影响因子D:1×0.5+4×0.5＝2.5

根据计算，四个影响因子的排名为A、D、B、C。其中B和C排名相等，但考虑到为提高实验速度和减少时间，将B影响因子放在C影响因子前面。根据附图4，对于A影响因子，只有在水平3的时候，接触角大小才满足要求，此时，滚动大小为3.8°，因此选择3水平是A影响因子下的最优选择；对于B影响因子，在水平2的时候无论是滚动角还是接触角，都是最优选；对于D影响因子，同样只有在3水平的时候满足滚动角要求，选择D3为最优选；至于C影响因子，选择水平2或者水平3都符合要求，但水平2的接触角在临界处，所以选择水平3更加合适。最终，我们选择的方案为：A₃B₂C₃D₃，即选择的方案为功率60％，速度100mm/s，间距为60um，加工次数为4次。

步骤S5、检验最优方案是否满足低粘附性超疏水的要求。

利用正交实验选择出的最优方案A₃B₂C₃D₃进行实验，附图10采用正交实验得出最优方案加工得出的超疏水表面，其中附图10中(a)是未采用激光烧蚀测得的接触角，大小为102.5°；(b)是在硬脂酸乙醇溶液浸泡60min后测得的接触角图像，测得其接触角大小为161.3°。利用滚动角测量仪测得滚动角为1.8°，符合低粘附性的超疏水表面的要求。

在本实施例中，利用正交实验法找出并确立了利用304不锈钢制造出低粘附性超疏水表面的最优方案。通过制定的正交实验表L9(3⁴)共进行9次实验，然后利用直观分析法(极差分析法)对实验数据进行分析，确定各个影响因子的主次性从而找到最优的实验方案。与其他实验方法相比，所采用的正交实验表不仅能够在保证得到较好的实验方案，同时有效减少实验次数、实验时间和精力。这对于其他科研实验和生产都具有很大的指导意义。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。