低温等离子体对材料表面改性的研究现状

低温等离子体作为一种新型分子活化手段,存在着大量的、种类繁多的活性粒子,易于和材料表面发生反应,适用于材料表面的改性处理.综述了适用于材料表面改性的低温等离子体主要放电方式,每种放电方式产生低温等离子体的原理,应用范围;归纳了以低温等离子体对材料表面实施改性后对材料表面微观结构和性能的影响,包括材料的表面化学元素、润湿...     

等离子体技术对高分子材料的表面改性

综述了等离子体技术对高分子材料的表面改性,介绍了其最新研究进展并展望了其发展前景。     

聚四氟乙烯薄膜等离子体表面改性的研究

利用等离子体表面处理和化学接枝的方法对聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）薄膜表面进行了化学改性。利用ＸＰＳ研究了改性后的ＰＴＦＥ薄膜的表面结构和价键状态，并通过接触角的测定研究了表面改性对薄膜亲水性的影响。研究结果发现ＰＴＦＥ薄膜经等离子体处理后，薄膜表面的Ｃ－Ｆ键发生了断裂，形成了Ｃ－Ｃ键、Ｃ－Ｈ键及Ｃ－Ｏ键；等离子体处理后的薄膜再经丙烯酸化学处理，强亲水性的丙烯酸基被接枝到ＰＴＦＥ表面，使得ＰＴＦＥ薄膜获     

低温等离子体对天然胶原材料表面改性的研究

采用牛腱中提取的胶原蛋白为原料，制成薄膜试样，在Ｏ２和Ａｒ条件下，用低温等离子体处理天然胶原薄膜的表面．处理后的试样通过电子光谱（ＥＳＣＡ），红外光谱（ＩＲ），Ｘ射线衍射和接触角测量来研究其结构和性能的变化．实验表明：处理后胶原材料的表面、内部结构及化学成分都发生了明显的变化；它与水和二碘甲烷的接触角明显小于等离子处理前的可见低温等离子体方法能用于胶原材料的改性．     

低温等离子体对聚碳酸酯材料表面改性的时效研究

叙述了低温等离子体对聚碳酸酯材料的表面改性,并通过接解角和表面能的测量,研究工作气体和处理时间对改性的影响及改性后的时效性。实验结果表明,ＰＣ表面经等离子体改性后,接触角减少;表面能增加;浸润性得到改善。     

疏水性材料的等离子体表面改性工艺研究

通过等离子体连续处理仪对疏水性材料表面进行表面改性而提高了其润湿性。研究了不同反应条件对高分子材料表面改性的影响;通过测定样品表面的接触角等性能评价了其表面亲水性的变化。经过等离子体表面处理,聚四氟乙烯的接触角有了显著下降;聚乙烯电池隔膜的吸碱率为自身重量的3.5倍,爬高率初始3 min接近100 mm;硅橡胶的接触角由105°下降到30°;聚酯的接触角由98°到15°。通过对材料表面进行丙烯酸接枝,评价了时效性的影响;初步探讨了真空紫外辐射对表面改性的影响。结果表明:改性后疏水性材料表面的润湿性得到了明显改善,该技术与设备在工业应用方面非常具有推广价值。     

硅橡胶的等离子体表面亲水改性

利用甲醇等离子体对硅橡胶进行表面亲水改性,并利用光电子能谱和接触角测量研究了表面亲水改性效果和表面动力学性质。结果表明,甲醇等离子体通过等离子体聚合在硅橡胶表面形成覆盖层,可以使硅橡胶良好的亲水性,并能使这一性质较好地保持。     

高能束表面改性技术的研究现状及发展趋势

随着现代工业的发展,各行业对高性能涂层和高效环保加工工艺的要求越来越高。高能束表面改性技术是一种新型的表面改性技术,可以获得综合性能优异的涂层,具有能量密度特别高、非接触式加热、热影响区小、对工件基材的性能及尺寸影响小、工艺可控性强、便于计算机控制、环保等优点。高能柬表面改性技术包括了激光表面改性技术、电子束表面改性技术、离子注入表面改性技术、高密度太阳能表面改性技术。本文介绍了各种高能束表面改性技术的原理、应用现状和发展趋势。综述了高能束表面改性技术作为一种绿色环保技术,不会造成环境污染,拥有极大的发展潜力和经济效益,国内外都在积极的进行研究,以便得到综合性能更好的涂层,推动表面技术的发展。     

电子回旋共振等离子体用于聚四氟乙烯材料表面改性

在电子回旋共振 (ECR)等离子体装置中 ,使用Ar气 ,N2 气 ,H2 气和普通空气放电 ,对聚四氟乙烯 (PTFE)材料进行表面处理以提高其表面粘结性能。详细研究了在不同的放电气压 ,微波功率 ,处理时间 ,气体种类的情况下 ,样品表面的接触角的变化。同时也讨论了样品导电性能和外观等的变化。使用红外吸收谱对样品结构处理前后的变化进行了测量 ,对等离子体处理的机理进行了初步的讨论。使用Langmuir探针测量了Ar气和N2 气等离子体中的离子密度 ,用能量分析器测量了离子的能量。发现在对样品的处理中 ,ECR等离子体的离子密度是影响表面性能的主要因素 ,离子能量的作用不明显     

不同气氛低气压电容耦合放电等离子体对聚甲基丙烯酸甲酯表面的改性

利用低气压电容耦合放电等离子体对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面进行亲水改性,对比分析了Ar、N₂、Air和O₂四种等离子体放电气体和不同放电功率对其表面的影响。采用静态接触角、原子力显微镜、X射线光电子能谱分别对PMMA表面亲水性、粗糙程度以及元素和官能团的组成进行了表征。以牛血清蛋白作为标准蛋白,检测处理后PMMA表面蛋白吸附量。结果表明,经等离子体处理后的PMMA表面亲水性和抗蛋白性能均有不同程度的改善,其中Ar等离子体主要起刻蚀的作用,N₂、Air和O₂等离子体在对PMMA刻蚀的同时,接枝的官能团对其表面性能的改变起到主导作用。当等离子体放电功率较低时,增加功率可以显著提高表面亲水性,且亲水性能的提高带动抗蛋白性能的增强。     

Kevlar－49芳纶纤维表面接枝改性

采用空气等离子体处理Ｋｅｖｌａｒ－４９并在活化处理后的纤维表面接枝聚丙烯酸（ＰＡＡ）、聚丙烯酸乙酯（ＰＥＡ）及丙烯酸和丙烯酸乙酯的共聚物（ＰＡＡ／ＥＡ）。单丝拔出实验研究表明，空气等离子体改性的Ｋｅｖｌａｒ－４９／环氧树脂体系的界面结合强度和界面破坏能均有明显提高，其中接枝了Ｐ（ＡＡ／ＥＡ）的Ｋｅｖｌａｒ－４９／环氧树脂体系的界面破坏能（５５Ｊ／ｍ２）比未改性体系的界面破坏能（２７．８Ｊ／ｍ２）提高了一倍。     

高能束技术在镁合金表面改性中的应用

针对如何提高镁合金强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等综合性能这一热点问题,系统地介绍了激光束、电子束、离子束3种高能束表面改性技术的原理、方法以及在镁合金表面改性中的应用进展,总结了各工艺方法的优缺点,展望了高能束技术在镁合金表面改性中的发展前景。     

应用于超大规模集成电路工艺的高密度等离子体源研究进展

本文简要地介绍了等离子体的产生方式以及传统的射频电容耦合等离子体源。对电子回旋共振等离子体(ECR) ,感应耦合等离子体 (ICP) ,螺旋波等离子体 (HWP)等几种新型的高密度等离子体源[1] 的工作原理及结构重点作了分析讨论 ,并从运行参数上对其进行了比较。最后对高密度等离子体工艺加工中的等离子体约束以及器件损伤问题的最新研究进展进行了介绍     

高压脉冲水中放电钨铜电极烧蚀特性实验研究

为了分析高压脉冲水中放电钨铜电极的烧蚀速率和烧蚀机理,设计了实验回路及方法,对钨铜电极的烧蚀特性进行了研究。放电后取水样分析测定水中金属离子的浓度,以此获得钨铜电极总烧蚀率的范围;采用精密天平测量放电后电极的质量损失,得到水中放电钨铜电极的阴极烧蚀率、阳极烧蚀率、平均烧蚀率和总烧蚀率。结果表明,两种方法都能成功获得电极烧蚀率,但测量电极质量损失的方法较准确。水中高温电弧引起的复杂的物理和电化学反应是导致水中电极烧蚀的重要原因之一。电极表面宏观形貌分析结果表明,脉冲放电电弧在水中受到挤压难以扩散,电弧与电极的表面接触时的电流密度和持续时间在水中更为严重,在电极表面留下弧斑,引起了电极表面局部的较高温升。     

RF-Ar等离子体对聚乙烯薄膜的表面改性

采用射频辉光放电氩等离子体,在工作压力为20 Pa、功率为30W的条件下对低密度聚乙烯薄膜进行了不同时间的表面处理。借助静态接触角、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、差示扫描量热仪对薄膜改性前后的性能进行了表征及分析。研究结果表明:氩等离子体短时间(20 s)处理便可以有效改善薄膜表面的亲水性,处理时间大于20 s后接触角的变化并不明显;处理后的薄膜表面引入了大量的含氧及少量的含氮官能团;薄膜表面所形成的交联层阻挡了极性基团的翻转,有效延长了接触角的时效性;薄膜的表面形貌和结晶度发生了变化。     

水镁石粉体表面改性及表面能测算

水镁石粉体是聚合物的常用填料,但水镁石极性较大,与基材的相容性也较差,因此必须通过表面改性,降低水镁石粉体表面能,增强亲油疏水性,从而增加与聚合物之间的相容性,而阴离子表面活性剂是合适的改性剂之一。水镁石粉体改性后的表面性能,可以用固体表面能数值的变化来表征,本文选择丙三醇、水、1-溴代萘为探针液体,用直接测定法与Washburn方程间接计算法获得了改性前后水镁石的接触角,通过Lifshitz-van der Waals acid base三参数法计算其表面能。研究结果表明,不同的阴离子基团中,羧酸类、磷酸较之磺酸类硫酸类改性效果有明显优势,表面能的碱分量γ-S和酸分量γ＋S降为0;随着改性剂中非极性链烃的碳原子个数增加,表面能非极性分量γLSW下降很多,最终导致总表面能下降,接触角增加,疏水性增强。     

Storage of Mechanical Energy Based on Carbon Nanotubes with High Energy Density and Power Density

Energy storage in a proper form is an important way to meet the fast increase in the demand for energy. Among the strategies for storing energy, storage of mechanical energy via suitable media is widely utilized by human beings. With a tensile strength over 100 GPa, and a Young's modulus over 1 TPa, carbon nanotubes (CNTs) are considered as one of the strongest materials ever found and exhibit overwhelming advantages for storing mechanical energy. For example, the tensile‐strain energy density of CNTs is as high as 1125 Wh kg^‐1. In addition, CNTs also exhibit great potential for fabricating flywheels to store kinetic energy with both high energy density (8571 Wh kg^‐1) and high power density (2 MW kg^‐1 to 2 GW kg^‐1). Here, an overview of some typical mechanical‐energy‐storage systems and materials is given. Then, theoretical and experimental studies on the mechanical properties of CNTs and CNT assemblies are introduced. Afterward, the strategies for utilizing CNTs to store mechanical energy are discussed. In addition, macroscale production of CNTs is summarized. Finally, future trends and prospects in the development of CNTs used as mechanical‐energy‐storage materials are presented.