電極片等離子體表面處理提升其粘接性能

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-11-07

電極片一般是鈹青銅材質(zhì)，鈹青銅具有很高的硬度、彈性模量、疲勞強度和耐磨性，還具有良好的耐腐蝕、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，受沖擊不產(chǎn)生火花等特點。在換能器結(jié)構(gòu)中，電極片放置在壓電陶瓷與壓電陶瓷之間或壓電陶瓷與金屬之間，起到引出電極的作用，并且電極片是通過環(huán)氧膠水與壓電陶瓷、金屬件連接，因此電極片表面處理的好壞直接影響換能器的粘接性能。由于鈹青銅電極片的表面極易氧化，親水性較差，暴露在空氣中會在表面形成一層氧化物薄膜，因此環(huán)氧膠粘劑與電極片表面結(jié)合質(zhì)量差是電極片材料應(yīng)用中非常突出的問題。當(dāng)前提高電極片粘接性能的常用方法有機械打磨或噴砂、化學(xué)處理等，其中機械打磨或噴砂會使電極片變形和造成二次污染。等離子體處理電極片能有效改善電極片和金屬基之間的粘接強度，并且環(huán)保、節(jié)能，適合工業(yè)化應(yīng)用。

等離子體表面處理

等離子體被稱為物質(zhì)的“第四態(tài)”，含有大量正電荷、負(fù)電荷等活性離子。等離子體處理是一種優(yōu)秀的表面改性方法，廣泛應(yīng)用于各種材料的表面改性。其通過含有帶電的正離子和負(fù)離子氣體噴射被粘接面，其能量可以通過輻射、中性粒子流和離子流的碰撞作用于被粘接面，從而產(chǎn)生自由基或材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時，被粘接表面會發(fā)生刻蝕、聚合、交聯(lián)等物理和化學(xué)變化。等離子體改性只對材料表面（通常從幾納米到幾百納米）進行改性，并不影響材料本身的基本性能。

浸潤性是表示液體在固體表面上鋪展的程度。膠粘劑與被粘物具有良好的浸潤的情況下，才能真正接觸，并為他們產(chǎn)生的物理化學(xué)粘接創(chuàng)造條件。通常通過液體在固體表面的接觸角來衡量浸潤的程度；當(dāng)表面接觸角為0°時，表面處于完全浸潤狀態(tài)；表面接觸角在0°～90°之間，則為部分浸潤狀態(tài)；表面接觸角大于90°，則為不浸潤狀態(tài)；表面接觸角為180°時，為絕對不浸潤狀態(tài)。根據(jù)這一理論，改善被粘物表面的浸潤狀態(tài)可以有利于粘接強度的提高，單良好的浸潤性，只是達到粘接效果的必要條件。

采用Ar和O2等離子體對電極片表面進行活化處理觀察等離子處理前后水滴角對比。

表面浸潤性

表面浸潤性通常以表面水滴接觸角來確定。圖1為未作處理的電極片接觸角測試圖片，其接觸角為94.8°，水滴呈近似圓球裝，很容易從表面滑落，為不浸潤狀態(tài)。圖2為等離子體處理120秒后電極片接觸角的圖片，其接觸角為17.7°，水滴在電極片表面呈鋪展?fàn)?。分析出電極片經(jīng)過等離子體處理后接觸角變小，水滴的浸潤明顯提高。

圖一等離子處理前接觸角

圖二等離子處理后接觸角

等離子體表面處理后電極片的浸潤性明顯提高，水接觸角由94.8°降低到17.7°。經(jīng)過等離子體處理的電極片表面活性增加顯著，更有利于粘接。等離子體處理具有不受限于被處理基片的材質(zhì)、可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精確控制清洗、綠色環(huán)保等優(yōu)點。