第三章 研究材料與方法
第二節 原子力顯微鏡(AFM)的觀察 …
2.1 表面粗糙度(surface roughness)
表二為五組表面粗糙度的比較，表三到表七為各組的表面粗糙度，表八到表 十二為浸泡相同時間下，各組表面粗糙度的比較表。經由AFM 得到每個樣本
1μm x 1μm 範圍內的 2 –D 、3-D 圖形及表面平均粗糙度。圖十到十四為各組
的表面3-D 圖形。
其中 B 組呈現粗糙度隨著浸泡時間增加而有逐漸增加的趨勢。 C 和 D 組 的
後就逐漸減少，不同的是：C 組最後浸泡 72 小時後的粗糙度比一開始剛酸蝕完
的小，而D 組卻是比剛酸蝕完的大。
此外，A 和 E 組的粗糙度變化曲線也較類似，都是逐漸增加，但卻在浸泡 48
小時後降下來，之後浸泡72 小時後又再度增加，最後浸泡 72 小時後的粗糙度都
比剛酸蝕完的大。
從表二中五組的粗糙度比較可知：在最後浸泡 72 小時後，樣本表面的粗糙度
都比一開始剛酸蝕完的大，除了C 組以外，其餘 4 組情形相似。
從剛酸蝕後未浸泡前的五個濃度的比較，發現表面粗糙度以C 組，也就是 30%
的濃度最大，80%的濃度次之，而 2%和 50%所造成的表面粗糙度卻比未酸蝕的
對照組低。
2.2 表面硬度( surface hardness)
硬度主要是指最大的壓力(P max)除以壓入的面積(A),如下所示：
H = P max / A
以 AFM 的毫微刻痕測試(nanoindenter tset)測量。每一個樣本測十個點，
得到十個數值後取其平均值。表十三到十七為各組酸濃度的硬度比較表，表十八
到二十二為浸泡相同時間下，各組表面硬度的比較表：
(1) A 組為對照組，未酸蝕且未浸泡前的硬度為 2.054 Gpa，之前的學者所做
的未經酸蝕的牙釉質其平均硬度為4.83+0.13 Gpa38,39，相較之下，本次實
驗得到的數據比之前學者得到的值要來的小；浸泡12 小時後的硬度增加
為2.456 Gpa；浸泡 24 小時後硬度達到本組最大的 4.134Gpa，也是最接近
之前學者的 4.83+0.13 Gpa 的一個樣本；浸泡 48 小時後硬度反而減少到
0.973 Gpa；浸泡最久的 72 小時其硬度為 1.826Gpa，比一開始未浸泡前的
硬度要來的小，整體來說，浸泡在再礦化溶液中，即使牙釉質未經酸蝕處
理，也會有硬度增加的現象，和之前的SEM 所觀察到的結果類似。(見表
十三)
(2) B 組為 2%磷酸酸蝕，酸蝕完未浸泡前的硬度為 1.539 Gpa；浸泡 12 小時
後的硬度增加為 2.19Gpa，為本組最大的硬度；浸泡 24 小時後硬度減少
到0.588Gpa；浸泡 48 小時後硬度又增加到 0.973 Gpa；浸泡最久的 72 小
時其硬度為 1.047Gpa，比一開始未浸泡前的硬度卻來的小。因此在本組
除了浸泡12 小時後的硬度比一開始未浸泡前的大之外，其餘的硬度都還
比一開始未浸泡前的小。(見表十四)
(3) C 組為 30%磷酸酸蝕，酸蝕完未浸泡前的硬度為 1.267 Gpa；浸泡 12 小時
後的硬度增加為1.688Gpa，為本組最大的硬度；浸泡 24 小時後硬度減少
到0.592Gpa；浸泡 48 小時後硬度又增加到 1.101 Gpa；浸泡最久的 72 小
時其硬度為 0.661Gpa，比一開始未浸泡前的硬度卻來的小。本組的硬度
變化和B 組很相似，除了浸泡 12 小時後的硬度比一開始未浸泡前的大之
(4) D 組為 50%磷酸酸蝕，酸蝕完未浸泡前的硬度為 1.666 Gpa；浸泡 12 小時
後的硬度減少為0.68Gpa；浸泡 24 小時後硬度也是 0.68Gpa；浸泡 48 小
時後硬度略增加到 1.303 Gpa；浸泡最久的 72 小時其硬度增加較多到
4.69Gpa，比一開始未浸泡前的硬度來的大，且也最接近之前學者的
4.83+0.13 Gpa。因此本組於最後的浸泡 72 小時其硬度有增加到類似之前
學者的平均牙釉質硬度，也顯示有硬度經酸蝕後經再礦化後有硬度回復的
現象。(見表十六)
(5) E 組為 80%磷酸酸蝕，酸蝕完未浸泡前的硬度為 1.872 Gpa；浸泡 12 小時
後的硬度增加到 3.068Gpa，為本組最大的硬度；浸泡 24 小時後硬度為
2.035Gpa；浸泡 48 小時後硬度為 2.107 Gpa；浸泡最久的 72 小時其硬度
卻減少到 0.886Gpa。因此本組在浸泡 12、24 及 48 小時後相較於一開始
均有硬度增加的現象，但浸泡72 小時的硬度卻反而比一開始的小。(見表
十七)
(6) 比較剛酸蝕後未浸泡前的各組硬度可發現，最大的是未經酸蝕的 A1 為
2.054Gpa,接下來依序是 80%的磷酸為 1.872Gpa、50%的磷酸為 1.666Gpa、
2 %的磷酸為 1.539Gpa，硬度最小的是 30%的磷酸為 1.267 Gpa。和之前
的學者研究相似，牙釉質經過酸蝕後，確實會有硬度減少的情形發生，其
中又以30%的磷酸其硬度減少最多。(見表十八)
綜合觀察上述各組硬度的實驗結果，可觀察到幾個現象，如下所述：
(a) 除了 D 組之外，其餘四組在浸泡 12 小時之後均有硬度增加的情形，且 B、C
和E 組皆是在浸泡 12 小時之後的硬度為該組最大的硬度數值。
(b) B 和 C 組在硬度的變化上，呈現相似的情形。
(c) 比較浸泡時間最長(72 小時)和未浸泡的硬度，發現在 D 組的浸泡 72 小時後
的硬度比未浸泡的大，為4.69Gpa，除了 D 組之外，其餘四組的浸泡 72 小時
的硬度均比未浸泡的來的小，因此浸泡時間越久，在本實驗裡硬度並未有越
增加的情形發生。(見表二十三)
(d) 本實驗裡，硬度增加或減少和浸泡時間似乎沒有太大的關聯，且隨著浸泡時
間的增加，並未有硬度隨之增加的情形發生。
(e) 本實驗裡，不同的磷酸濃度對於表面硬度在浸泡不同時間下的增加或減少並
無明顯的差別。