作为一种优异的表面处理方法,等离子体表面处理被广泛的应用在多个领域多类材料的表面改性中。任何物质在自身温度达到与其材料对应的最高温度下会变成等离子态,所以等离子可以看作物质的“第四态”,等离子体内部含有诸如离子和高能电子的多种活性粒子,不同于其他常用的干式表面处理方法,等离子体处理的优势在于其对待测表面的处理深度极浅,通过使用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对经过等离子处理的待测表面进行分析,得到其处理深度仅为纳米量级,从而可以在几乎不对被测物造成任何损伤和干扰的情况下对其表面特性进行改善。

等离子表面处理效果分析-达因值测试-plasma

等离子表面处理效果分析-达因值测试

每种材料的表面都具有特定的表面张力,每一种液体也具有内在的张力。粘合剂要实现长期稳定附着效果的前提是材料的表面张力必须大于液体的表面张力。

使用等离子表面处理技术进行有针对性的预处理能够显著增加表面张力,经过这种处理材料能和粘合剂实现最佳的附着(润湿性)或粘合效果。要更好地评估使用等离子技术实施表面改性的工艺参数,必须首先确定材料初始的表面张力。即使在生产进行当中,也要反复测量表面张力,以保证质量。最重要的测试方法是:达因笔法、接触角测量,一种简单的方法就是使用达因笔。

图1.1 等离子表面处理前后的达因笔测试效果,(a) 处理前,(b) 处理后

达因笔测试方法如下,使用达因笔内自带的刷子在材料表面快速涂上测试墨水。在表面预处理完成后,先使用具有高表面张力的墨水,如果刷上的痕迹能够稳定2s不收缩,表示材料表面的润湿性较高,该测试样品的表面张力至少和测试达因笔上的读数相等。如果刷上的痕迹在2s内收缩,说明表面张力和该达因笔读数不一致,应换读数较小的达因笔。这样就可以逐步接近待测材料的表面张力值。直到最后使用的测试达因笔表现出良好的痕迹稳定性且维持至少2s,待测材料的表面张力就等于该测试达因笔的读数。等离子处理前后的达因笔测试效果如图1.1所示,可以看出达因笔在经过等离子处理后的表面表现出良好的稳定性,材料表面的张力得到提高。

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