Jul. 25, 2025
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科技的進(jìn)步,材料粘接技術(shù)在航空航天、汽車電子及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域占有重要地位。然而,不銹鋼等材料因其表面特性難以被粘接,因此需要對其進(jìn)行表面處理以達(dá)到利于粘接的目的。表面處理技術(shù)通過一系列物理、化學(xué)或電化學(xué)手段,對金屬材料的表面進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,旨在提升其耐腐蝕性、耐磨性、以及與其他材料的粘接性能。特別是在粘接應(yīng)用中,金屬表面的清潔度、粗糙度、化學(xué)組成以及表面能等特性對粘接強(qiáng)度有著決定性影響。表面污染物(如油脂、氧化物層、殘留應(yīng)力等)會(huì)削弱膠粘劑與金屬基材之間的相互作用,導(dǎo)致粘接界面強(qiáng)度下降,甚至引發(fā)粘接失效。因此,材料表面處理在粘接過程中起著重要的作用,為了提高對不銹鋼表面的粘接強(qiáng)度,可以在粘接前采用等離子體表面處理技術(shù),旨在增強(qiáng)膠粘劑與不銹鋼之間的潤濕性和粘附力。
等離子體是物質(zhì)在高溫或特定條件下達(dá)到高度電離的一種存在狀態(tài),由原子、離子、電子和激發(fā)態(tài)原子、離子組成,總體呈電學(xué)中性和化學(xué)中性,是物質(zhì)存在的第四態(tài)。等離子體表面處理技術(shù)是利用高能等離子體對材料表面進(jìn)行清潔、活化、改性,以改善其物理化學(xué)性能的技術(shù)。該技術(shù)可以改善材料表面潤濕性、粗糙度及化學(xué)活性,進(jìn)而提升材料間的粘接強(qiáng)度與耐久性。
等離子表面處理前后不銹鋼板表面水接觸角變化
通過上圖可以看到不銹鋼板經(jīng)等離子體表面處理后,表面的水接觸角減小,圖左未經(jīng)等離子表面處理,圖有等離子表面處理后。不銹鋼表面水接觸角越小,表面能越大,不銹鋼表面越容易被潤濕。由于膠水對不銹鋼表面實(shí)現(xiàn)牢固粘接的條件之一就是底膠對不銹鋼表面具有良好的潤濕性,所以不銹鋼經(jīng)等離子體處理后粘接性能會(huì)得到提升。
綜上所述:等離子表面處理對不銹鋼板的膠粘強(qiáng)度有顯著的提高和改善,其原因主要是:等離子體中具有大量的正負(fù)離子、自由基、激發(fā)態(tài)分子等多種活性離子,通過撞擊將超薄不銹鋼極板表面的原子或附著材料表面的原子打掉,清除表面原有的污染物和雜質(zhì),而且會(huì)產(chǎn)生刻蝕效應(yīng),在試樣表面形成細(xì)小的凹坑,增大了試樣的比表面積,提高試樣表面的潤濕性能,同時(shí)多種活性離子的撞擊會(huì)使試樣表面的原有的化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂,而等離子體中的一些極性官能團(tuán)與不銹鋼板表面的元素形成新的化學(xué)鍵,不銹鋼板的表面自由能提高,對不銹鋼板表面起到改性和活化的作用,從而顯著提高膠接接頭的剪切強(qiáng)度。
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