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隨著社會的不斷發(fā)展和科技的進步,材料粘接技術在航空航天、汽車電子及生物醫(yī)學等領域占有重要地位。然而,不銹鋼等材料因其表面特性難以被粘接,因此需要對其進行表面處理以達到利于粘接的目的。表面處理技術通過一系列物理、化學或電化學手段,對金屬材料的表面進行精準調控,旨在提升其耐腐蝕性、耐磨性、以及與其他材料的粘接性能。特別是在粘接應用中,金屬表面的清潔度、粗糙度、化學組成以及表面能等特性對粘接強度有著決定性影響。表面污染物(如油脂、氧化物層、殘留應力等)會削弱膠粘劑與金屬基材之間的相互作用,導致粘接界面強度下降,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度,可以在粘接前采用等離子體表面處理技術,旨在增強膠粘劑與不銹鋼之間的潤濕性和粘附力。

等離子表面處理技術

等離子體是物質在高溫或特定條件下達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,總體呈電學中性和化學中性,是物質存在的第四態(tài)。等離子體表面處理技術是利用高能等離子體對材料表面進行清潔、活化、改性,以改善其物理化學性能的技術。該技術可以改善材料表面潤濕性、粗糙度及化學活性,進而提升材料間的粘接強度與耐久性。

等離子體處理對不銹鋼表面水接觸角的影響

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等離子體表面處理后,表面的水接觸角減小，圖左未經等離子表面處理，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現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,所以不銹鋼經等離子體處理后粘接性能會得到提升。

綜上所述：等離子表面處理對不銹鋼板的膠粘強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，而且會產生刻蝕效應，在試樣表面形成細小的凹坑，增大了試樣的比表面積，提高試樣表面的潤濕性能，同時多種活性離子的撞擊會使試樣表面的原有的化學鍵產生斷裂，而等離子體中的一些極性官能團與不銹鋼板表面的元素形成新的化學鍵，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度。