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作為一種優(yōu)異的表面處理方法,等離子體表面處理被廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域多類材料的表面改性中。任何物質(zhì)在自身溫度達(dá)到與其材料對(duì)應(yīng)的最高溫度下會(huì)變成等離子態(tài),所以等離子可以看作物質(zhì)的“第四態(tài)”,等離子體內(nèi)部含有諸如離子和高能電子的多種活性粒子,不同于其他常用的干式表面處理方法,等離子體處理的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)待測(cè)表面的處理深度極淺,通過(guò)使用X射線光電子能譜(XPS)和掃描電鏡(SEM)對(duì)經(jīng)過(guò)等離子處理的待測(cè)表面進(jìn)行分析,得到其處理深度僅為納米量級(jí),從而可以在幾乎不對(duì)被測(cè)物造成任何損傷和干擾的情況下對(duì)其表面特性進(jìn)行改善。

等離子表面處理效果分析-達(dá)因值測(cè)試

每種材料的表面都具有特定的表面張力,每一種液體也具有內(nèi)在的張力。粘合劑要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定附著效果的前提是材料的表面張力必須大于液體的表面張力。

使用等離子表面處理技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)處理能夠顯著增加表面張力,經(jīng)過(guò)這種處理材料能和粘合劑實(shí)現(xiàn)最佳的附著(潤(rùn)濕性)或粘合效果。要更好地評(píng)估使用等離子技術(shù)實(shí)施表面改性的工藝參數(shù),必須首先確定材料初始的表面張力。即使在生產(chǎn)進(jìn)行當(dāng)中,也要反復(fù)測(cè)量表面張力,以保證質(zhì)量。最重要的測(cè)試方法是:達(dá)因筆法、接觸角測(cè)量,一種簡(jiǎn)單的方法就是使用達(dá)因筆。

圖1.1 等離子表面處理前后的達(dá)因筆測(cè)試效果,(a) 處理前,(b) 處理后

達(dá)因筆測(cè)試方法如下,使用達(dá)因筆內(nèi)自帶的刷子在材料表面快速涂上測(cè)試墨水。在表面預(yù)處理完成后,先使用具有高表面張力的墨水,如果刷上的痕跡能夠穩(wěn)定2s不收縮,表示材料表面的潤(rùn)濕性較高,該測(cè)試樣品的表面張力至少和測(cè)試達(dá)因筆上的讀數(shù)相等。如果刷上的痕跡在2s內(nèi)收縮,說(shuō)明表面張力和該達(dá)因筆讀數(shù)不一致,應(yīng)換讀數(shù)較小的達(dá)因筆。這樣就可以逐步接近待測(cè)材料的表面張力值。直到最后使用的測(cè)試達(dá)因筆表現(xiàn)出良好的痕跡穩(wěn)定性且維持至少2s,待測(cè)材料的表面張力就等于該測(cè)試達(dá)因筆的讀數(shù)。等離子處理前后的達(dá)因筆測(cè)試效果如圖1.1所示,可以看出達(dá)因筆在經(jīng)過(guò)等離子處理后的表面表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,材料表面的張力得到提高。