低温等离子体处理条件对低密度聚乙烯薄膜表面性能的影响

目的 研究低密度聚乙烯( LDPE) 薄膜经低温等离子体处理前后,表面性能的变化情况。 方法 采用不同的处理条件,对 LDPE 进行低温等离子体处理,并对比 LDPE 薄膜处理前后的表面形貌、表面接触角及剥离强度。 结果 采用空气为处理气氛时,在功率 44 W、真空度 60 Pa 的条件下处理 30 s,LDPE薄膜的静态接触角从处理前的 101 ^o 降到 13 . 5 ^o ;等离子体处理后的 LDPE 薄膜在 1 h 内,接触角会迅速上升到 74 ^o ,失去等离子体处理的效果。 结论 对于处理气氛,空气比 N₂ 和 CO₂ 的处理效果更好;等离子体处理后的 LDPE 薄膜具有明显的时效性,应立即进入下道工序。     

聚酰亚胺薄膜表面改性处理方法研究

目的利用聚酰亚胺(PI)可溶解于碱性溶液的特性,探究碱溶液改性处理PI基材表面的实验方法。研究NH_3·H_2O、NaOH和KOH等碱溶液的浓度、温度、时间和处理条件的不同与PI表面改性效果之间的关系,确定最佳改性处理方法。方法用不同浓度的NH_3·H_2O、NaOH和KOH溶液在室温或水热条件下处理PI基材。用正交试验确定水热条件的最佳碱浓度、温度和处理时间。样品处理前后的接触角变化用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,拉伸强度和断裂伸长率用智能电子拉力机测定。结果实验得出的最佳表面处理条件为:25μm厚度的PI基材采用1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液,室温下处理30 min;50μm厚度的PI基材采用0.05 mol/L NaOH溶液,水热温度120℃,时间90 min。结论对于厚度为25μm的PI基材,1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液处理后,表面接触角降低至45°,说明NH_3·H_2O溶液可有效提高较薄PI基材的表面亲水性。KOH处理后的PI基材亲水性显著提高,但碱液浓度不易控制。采用NaOH水热表面改性方法,能较好地改善PI基材的表面亲水性,从而提高基材与无机涂层之间的界面粘附性。     

微波等离子体改性对金刚石薄膜表面亲水性的影响

采用微波等离子体法,分别使用H和O等离子体对金刚石薄膜表面进行改性处理.通过扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),X射线光电子能谱(XPS),并结合接触角随时间变化的曲线,初步评价了改性前后薄膜表面显微结构和成分的变化对亲水性的影响.结果表明:同一条件下制备的金刚石薄膜表面形貌、粗糙度差异不会影响表面亲水性;改性前金刚石薄膜亲水性差,H、O等离子体改性后薄膜表面接触角由原来的81°下降到20°以下,形成了亲水性良好的表面;暴露在空气中后,接触角在前3天的变化很大,这种变化与薄膜表面成分的改变密切相关.     

磁过滤等离子体制备TiN薄膜中沉积条件对薄膜织构的影响

在室温条件下,利用自行设计的平面"S"形磁过滤等离子体设备,在(111)面单晶硅上制备TiN薄膜,通过改变基底偏压和反应气体成分,即通过改变氮气和氩气的气体流量来改变沉积离子的能量和密度,从离子轰击的角度研究了沉积条件对TiN薄膜织构的影响.对薄膜的表面形貌进行观察,用(θ～2θ)和1.5°掠入射2种X射线衍射方法对薄膜晶体结构和晶面取向进行了分析,对薄膜进行了电子衍射研究.结果显示磁过滤等离子制备的TiN薄膜表面平整光滑,颗粒尺寸为20～70 nm,且基底偏压和氩气流量的增大促使薄膜发生(111)面的择优取向,且(111)晶面与膜表面平行,而在高氩气流量的情况下,(200)和(220)面在薄膜平面也发生了定向排列.     

碳等离子体诱导柔性PET薄膜表面原位生长非晶碳薄膜

等离子体改性由于效果持久、环境友好而备受关注,其中碳等离子体改性不仅具有轰击效应,同时还具有沉积效应,然而碳等离子体对柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜改性研究较少。柔性PET薄膜在使用过程中常因磨损和降解等原因,其光学透过性能以及力学性能受到影响。研究不同碳等离子体轰击电流（0.5 A、1.0 A、1.5 A、2.0 A）对柔性PET薄膜结构及性能的影响。通过FTIR、Raman光谱、双光束扫描电子显微镜（FIB-SEM）、扫描探针显微镜（SPM）、接触角测量仪、UV-Vis、氙灯老化试验箱、多功能摩擦磨损试验机等分析手段对薄膜的表截面结构、润湿性能、透光性、耐老化性、耐磨防护性及柔性的变化进行表征,并分析其生长机理。结果表明：低电流（0.5A）下碳等离子体主要起到轰击效应,使得PET薄膜表面有机碳质结构发生断裂重排,样品透光率与基底相比仅下降0.439%,同时该电流下制得的样品具有疏水性、耐老化性及韧性。而高电流下制得的样品的硬度显著提升,具有良好的耐磨性能,表面薄膜在弯曲过程中因应力的释放出现裂纹,但薄膜并未剥落。非晶碳薄膜与柔性PET薄膜具有良好结合力。通过碳等离子体诱导法...     

等离子体对钽表面渗氮处理的影响

采用SEM,XRD等手段对钽在氢与氮等离子体中形成的表面层进行了分析,试验表明,在外界参数相同的情况下,H N等离子体的存在改变了Ta表面在H-O-N气氛中的反应路径,使反应产物由无等离子体时的Ta2O5变成了Ta6N2.57,因此处理后的表面粗糙度比无等离子体时下降了一个数量级;对等离子体的作用机理进行了探讨,认为是等离子体的存在改变了介质成分和Ta表面附近的“阴极鞘层”与Ta表面相互作用抑制了粗糙的Ta2O5形成。     

大气压层流等离子体射流特性及其用于材料表面处理的效果

在大气压条件下产生出能量衰减慢且分布均匀、噪音小的氩和氮氩混合气的层流等离子体射流。与湍流等离子体射流相比,由于对周围冷气体卷吸减少,层流射流在喷射方向的长度可增长６倍。试验表明,只有采用结构合理的等离子枪,综合调控供气和电参数条件,抑制气流的脉动和抖动,才能形成层流等离子体射流。结合数值计算对等离了体气流温度分布的定性分析,说明层流情况下射流径向能量分布集中,轴向温度变化平缓,有利于材料表面处理     

气相沉积法制备聚酰亚胺薄膜的初步研究

采用一种新型的成膜技术——气相沉积聚合(VDP)法,利用热蒸发VDP沉积装置,以均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体原料,通过控制加热温度、沉积速率和沉积时间,在玻璃衬底上沉积并合成聚酰胺酸(PAA)薄膜,再进行热亚胺化,就得到了成膜性能较好的PI薄膜。采用FTIR,TG,UV,AFM和接触角测试等分析手段对样品的性能进行了分析和探讨。结果表明:VDP法制备的PI薄膜具有高热稳定性、易透光性、低表面粗糙度和低表面能等优点,说明用该方法制备性能优异的PI薄膜是可行的。     

钛合金表面大气压等离子体枪制备类金刚石薄膜

在大气下,采用大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体枪在低温下(350℃),以甲烷为单体,氩气为工作气体,在Ti6Al4V钛合金表面制备一层类金刚石薄膜(DLC),以期改善钛合金表面摩擦学性能。利用激光拉曼(Raman)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析了所制备DLC薄膜的结构;利用扫描电子显微镜(SEM)观察DLC薄膜的表面形貌;利用划痕仪测量了DLC薄膜与基体的结合力;利用球-盘摩擦磨损实验仪对DLC薄膜的耐磨性能进行了研究。结果表明:在本实验工艺条件下沉积的类金刚石薄膜厚度约为1.0μm,薄膜均匀且致密,表面粗糙度Ra为13.23nm。类金刚石薄膜与基体结合力的临界载荷达到31.0N。DLC薄膜具有优良的减摩性,Ti6Al4V表面沉积DLC薄膜后摩擦系数为0.15,较Ti6Al4V基体的摩擦系数0.50明显减小,耐磨性能得到提高。     

表面处理工艺对PEDT抗静电薄膜强度的影响

采用PEDT为导电物质,聚氨酯为主要成膜物质在包装材料聚丙烯(PP)表面制备电子元件包装用抗静电薄膜.研究了聚丙烯基片的表面温度,以及采用铬酸、甲苯对基片表面极化处理后,对薄膜结合强度的影响.实验结果表明基片温度升高可以改善薄膜的附着性能;基片表面在60℃铬酸中处理3 h可以得到较好的附着强度(98/100);基片表面在90℃甲苯中处理可以使附着强度达到80/100.     

等离子体处理对石墨膜表面亲水性的影响

目的通过等离子体处理石墨膜,提高石墨膜表面的亲水性。方法采用不同的工艺条件对石墨膜进行等离子体处理,测试石墨膜的表面接触角。利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察石墨膜处理前后表面形貌的变化,通过X射线光电子能谱分析石墨膜处理前后表面成分的变化。采用万能材料试验机测试镀铜样品的剥离强度,评价铜镀层与石墨膜的结合力。结果采用空气处理气氛时,在气体流量为0.4 L/min、功率为60 W的条件下,处理30 s,石墨膜的接触角从处理前的93.41°降至4.49°;表面均方根粗糙度由952.10pm提高到12.54 nm,最大高低差从10.81 nm升至72.70 nm。由X射线光电子能谱分析可知,石墨膜经等离子体处理后,碳元素的原子数分数由未处理的98.37%下降到83.13%,氧元素的原子数分数由未处理的1.63%升高到16.87%,氧碳含量比则由起初的1.66%升高到20.29%。结论石墨膜经等离子体处理后,表面被刻蚀并且引入含氧极性基团,等离子体处理显著提高了石墨膜表面的亲水性。     

预烘烤对镀锡板表面膜层和润湿性的影响

目的 提高镀锡板与涂料匹配性,研究预烘烤消除缩孔对镀锡板表面膜层和润湿性能的影响。方法 采用计时电位曲线、X光电子能谱仪、热重差热测试及表面接触角方法,分别评价烘烤处理前后的镀锡板表面钝化膜、氧化膜成分含量变化,并通过表面能对表面润湿性变化进行分析。结果 120 ℃烘烤不同时间下,钝化膜铬含量由4.30 μg/cm²增至5.16 μg/cm²,膜层中的Cr(OH)3/Cr2O3含量比例显著下降,使Cr(OH)3脱水缩合生成电活性的Cr2O3被检出。氧化膜含量(库伦法计算)由1.5 mC/cm²以上降至0.6 mC/cm²左右,其组成进一步被氧化生成SnO2,无法被阴极还原,降低了可被检出的氧化膜含量。水接触角由86°快速降至65°左右稳定,表面能值由37.5 mN/m最高增至50 mN/m,说明烘烤处理大幅提高了材料表面被水极性介质的润湿作用。结论 通过镀锡板涂膜前预烘烤处理,改变了镀锡板表面钝化膜和氧化膜组成以及含量比例,降低了水接触角,提高了表面能值,增强了材料对涂料表面张力适配范围,有利于漆膜稳定铺展,为涂料端配方优化,实现镀锡板缩孔控制提供了技术方向。     

等离子体处理对AA7075铝合金表面特性及胶接性能的影响

目的 改善AA7075铝合金的胶接性能及表面特性,提高胶接强度,研究等离子体处理对AA7075铝合金表面特性的影响。方法 采用低温空气等离子体处理设备对AA7075铝合金进行表面处理,改变等离子体处理距离及处理速度,通过胶接及拉伸剪切试验对AA7075铝合金胶接强度进行测试,并利用SEM、AFM、接触角测量仪、FTIR、XPS等对铝合金表面的物化特性进行表征和分析,探究等离子体处理对铝合金胶接性能的影响及机理。结果 当等离子体处理距离d为5 mm,速度v为2 mm/s时,AA7075铝合金胶接接头强度最大为14.56 MPa,与丙酮处理及未处理相比,分别提高约80％、200%。接头拉伸载荷位移曲线及破坏形貌表明,接头内聚破坏程度增大,胶粘剂呈内聚破坏形态分布在铝合金两侧。随着处理距离从10 mm降低至5 mm,铝合金表面部分污染物可以有效清除,表面最大高度差从221.8 nm降低至121.6 nm,表面微米级粗糙轮廓增加。同时,表面水接触角从46°降低至26°,表面自由能及极性分量增加,铝合金表面润湿性及表面吸附性能提高。表面FTIR、XPS测试表明,等离子体处理可以改变AA7075铝合金表面C1s、O1s、Al2p、N1s、Mg1s等元素含量占比,表面C—C、C—O和O—C=O基团含量减少,OH、Al—O等极性基团增多,铝合金表面活性明显增加。结论 等离子体处理可以显著提高AA7075铝合金胶接强度,胶接接头失效模式由单一界面失效转变为胶粘剂内聚失效。等离子体处理通过改善AA7075铝合金表面润湿、黏附性能,增大粘结面积,同时提高表面极性基团及表面活性,使铝合金与胶粘剂胶接界面形成化学键合作用,从而提高其与胶粘剂界面的粘结强度。     

混氧等离子体射流对CFRP表面性质及粘接强度的影响

目的 探究不同氧气含量下大气压混氧等离子体射流特性,分析其对碳纤维复合材料（CFRP）表面理化性质的影响,研究其改善表面浸润性及粘接强度的机理。方法 采用大气压介质阻挡放电（DBD）,产生氦氧混合等离子体射流,对CFRP表面进行处理,研究了不同氧气体积分数射流对CFRP表面的作用效果,确定了相对较佳的氧气体积分数。借助接触角测量仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱仪（XPS）等表面分析手段,对处理前后CFRP表面的润湿性、微观形貌、粗糙度和化学成分等进行测试分析。采用环氧树脂胶粘剂,分别对射流处理前后的CFRP与铝合金表面进行粘接,并测试不同表面的粘接强度。结果 随着氧气体积分数的增加,射流长度变短,温度逐渐下降。氧气处理所得表面的浸润性相比未混氧射流处理所得表面的浸润性明显提高。当氧气体积分数为0.75%时,所得表面浸润性相对最好。与纯氦等离子体射流相比,混氧射流处理后,表面环氧树脂铺展速率更高,说明表面对胶粘剂的亲和性相对较好,所得表面粗糙度也相对更低。XPS测试结果表明,混氧射流处理所得表面含氧官能团含量更高,表面能相对较高,故表面润湿性较好。结...     

空间远紫外辐照聚酰亚胺薄膜力学性能演化机理

目的掌握空间远紫外作用下聚酰亚胺薄膜力学性能的演化机理。方法用氘灯作为辐照源进行远紫外辐照,用电子拉力试验机进行力学性能拉伸试验,利用热重分析、XPS分析等对远紫外辐照下聚酰亚胺薄膜的成分、价键结构、热重等进行分析测试。结果在远紫外辐照下,聚酰亚胺薄膜的抗拉强度和断裂伸长率随着曝辐量的增加先减小,而后呈指数增大,最后趋于稳定。由热重分析可知,远紫外辐照导致聚酰亚胺薄膜出现明显质量损失的温度由575℃下降为550℃。由XPS分析可知,远紫外辐照诱发聚酰亚胺薄膜化学价键的断裂和交联。在辐照初期,以C=O、C—O、C—N和C—C等价键的断裂为主,进而引起力学性能的降低。随着曝辐量的增加,C—O—N价键含量升高、C—N键和C—O—C价健含量减少、游离N生成,是导致薄膜力学性能增加的主要原因,此时以价健交联为主。结论分子价键的断裂和交联是导致远紫外辐照作用下聚酰亚胺薄膜力学性能发生变化的主要原因,随着远紫外曝辐量的增加,分子价键先是以断裂为主,而后以交联为主。     

氧等离子处理对多孔硅表面润湿性的影响

表面润湿性是影响多孔硅实际应用的重要因素,对多孔硅表面润湿性的精确控制是其在生物移植、药物释放等领域实现广泛应用需要解决的关键科学问题之一。文中报道了4种不同孔径大小(10~1 000nm)、初始润湿性范围从高度亲水(接触角15°)到高度疏水(接触角139°)的多孔硅在氧等离子处理过程中表面润湿性的动态变化过程,发现其润湿性随着处理时间的增长迅速降低至极亲水状态。此外,在主要结果的基础上还拟合了出润湿性变化速率常数与孔径之间的初步规律及经验公式。     

压敏胶在电子产品中的应用研究进展

压敏胶的粘接失效会带来很多产品的质量问题。为研究离型膜对胶带失效所产生的影响,选取5种离型膜及3M丙烯酸压敏胶带作为研究对象,在50 ℃、12~48 h的热处理条件下,考察压敏胶带贴合老化后的剥离强度随离型膜热处理时间延长的变化;在40~70 ℃、24 h的热处理条件下,考察压敏胶带贴合老化后的剥离强度随离型膜热处理温度上升的变化。探讨不同类型的离型膜经不同热处理后对压敏胶带剥离强度保持率改善的效果。结果表明：对选取的有机硅/纳米离型膜采用50 ℃、24 h烘烤的热处理方法,可避免搭配的压敏胶带在湿热老化后的剥离强度急剧下降,这对压敏胶带的实际应用具有重要的意义。

     

离子氮化对镀铬层组织与性能的影响

研究了镀铬层经离子氮化后的组织和性能。分别用SEM、电子探针和X光衍射仪观察和分析了复合处理层剖面的组织、结构和成分,试验结果表明:离子氮化能使镀铬层的网状裂纹弥合,可明显提高了镀层表面硬度、结合力和耐蚀性。