材料表面与界面优秀PPT.ppt

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1、材料表面与界面你现在浏览的是第一页，共56页你现在浏览的是第二页，共56页6）深度分布你现在浏览的是第三页，共56页7.3 俄歇光电子能谱7.2.1 测试原理1）和激发源无关2）至少两个能级三个电子参与h你现在浏览的是第四页，共56页原子序数原子序数实验值在实验值在 和和 之间之间你现在浏览的是第五页，共56页测试厚度：金属 0.52nm 氧化物 13nm 有机物和聚合物 13nm 测试面积：7100nm 你现在浏览的是第六页，共56页7.3.2 俄歇电子能谱镨图你现在浏览的是第七页，共56页7.3.3 俄歇电子能谱功能 表面元素组成的定性、定量分析 表面元素键合状态的定性、定量分析 表面元素

2、的分布 表面元素分布图 样品元素深度分布你现在浏览的是第八页，共56页7.4 红外光镨衰减全反射，ATR attenuated total reflectance7.4.1入射临界角入射角折射角你现在浏览的是第九页，共56页你现在浏览的是第十页，共56页7.4.2入射深度你现在浏览的是第十一页，共56页2.4.3 应用 本体相与表面相差别很大，如：表面镀层 衬底上的薄膜 衬底上的单分子层你现在浏览的是第十二页，共56页第八章 材料表面改性你现在浏览的是第十三页，共56页8.1 物理方法改性8.1.1火焰处理原理和方法：用可燃气体的氧化焰瞬时灼烧聚合物表面一般采用采用10002800的火焰处理0

3、.0110s(一般0.1s)可燃气体为：天然气、煤气、液化气你现在浏览的是第十四页，共56页应用：聚烯烃，特别是聚乙烯、聚丙烯功效：材料表面引入含氧基团，提高表面张力你现在浏览的是第十五页，共56页影响因素：可燃性气体与空气的比例聚乙烯表面氧含量与空气/天然气比例的关系你现在浏览的是第十六页，共56页聚乙烯表面接触角与空气/天然气比例的关系你现在浏览的是第十七页，共56页火焰强度（气体总流量）聚乙烯表面氧含量与气流量的关系你现在浏览的是第十八页，共56页聚乙烯表面接触角与总气流量的关系你现在浏览的是第十九页，共56页材料表面与火焰的距离最佳距离 0.5 1.0 厘米 处理时间处理时间短氧含量低

4、，处理效果不明显处理时间长制品容易变形、分解你现在浏览的是第二十页，共56页8.1.2电晕处理原理和方法：空气中高压放电使空气发生电离,电离后的各种粒子在高频交变电场的作用下高速冲击两极间的材料表面一般电压为120kV你现在浏览的是第二十一页，共56页应用：聚合物薄膜功效：1）材料表面分子键断裂2）引入含氧基团 表面能增加，接触角减小特别是1mm的薄膜你现在浏览的是第二十二页，共56页影响因素：电压一般电压升高，处理效果增强处理材料表面的厚度决定电压薄膜一般在15kV电流输出电流增加，处理效果增强。当输出电流达到某临界值后,电晕处理的效果增加不多你现在浏览的是第二十三页，共56页聚乙烯表面处理

5、输出电流与聚乙烯表面张力的关系你现在浏览的是第二十四页，共56页电极与材料的缝隙通常 1 2毫米 处理时间缝隙大，处理的范围大，处理效率高缝隙小，处理强度高处理时间过长,薄膜表层老化,粘附性下降；光泽变差；薄膜容易粘连你现在浏览的是第二十五页，共56页8.1.3冷等离子体处理等离子体一种气体，含带负电荷、正电荷、激发态粒子，总电荷为零热等离子体，温度105108K，由电弧、电火化等产生冷等离子体，温度102105K由低压、高频电场激发电子（温度104105K），撞击稀薄气体产生你现在浏览的是第二十六页，共56页功效：特点：1）仅在材料的表面层(10nm)发生作用；2）作用时间短(几秒到几十秒)

6、,效率高;3）可以进行各种改性；4）工艺简单,操作方便表面交联你现在浏览的是第二十七页，共56页惰性气体下Ar、He、H2H P*P你现在浏览的是第二十八页，共56页O2气氛下H 表面基团导入 OHO2OHCOOHOI.O你现在浏览的是第二十九页，共56页F气氛下H HFF2F还可在N2、NH3、CO等气氛下进行等离子反应，导入相应基团你现在浏览的是第三十页，共56页反应性单体和其他载气组成气氛下进行等离子体处理等离子体气相沉积你现在浏览的是第三十一页，共56页等离子体处理后的材料，在真空下充入单体，在材料表面上接枝等离子体表面接枝H P*PM单体：丙烯酸/酯、甲基丙烯酸/酯、丙烯氰你现在浏览

7、的是第三十二页，共56页8.1.4化学镀原理和方法：利用化学还原方法在非金属材料表面沉集金属层工艺流程：粗化 活化 化学镀你现在浏览的是第三十三页，共56页镀铜：镀镍：镀银：你现在浏览的是第三十四页，共56页8.1.5其他表面处理方法1）射线处理x射线、射线、电子束、离子束等作用：表面石墨化，增加导电性、耐磨性、生物相容性2）气相沉积你现在浏览的是第三十五页，共56页贱射：离子束等轰击金属表面，使金属原子蒸发，然后沉积到材料表面上物理蒸气沉积（PVD）：加热或贱射使金属原子蒸发，然后沉积到材料表面上化学蒸气沉积（CVD）：将金属氧化物还原成金属原子，然后沉积到材料表面上你现在浏览的是第三十六页

8、，共56页8.2.化学方法改性8.2.1表面化学反应1）固液界面反应成熟技术：含氟化合物表面处理方法：萘Na 氨Na 溶液浸泡你现在浏览的是第三十七页，共56页功效：切断FC键，形成处理厚度 1m你现在浏览的是第三十八页，共56页2）表面氧化处理 聚乙烯、聚丙烯、ABS等反应速度你现在浏览的是第三十九页，共56页3）表面氯化天然橡胶瓶塞、胶辊等进行表面处理，增加表面硬度，以及与油墨的亲和性4）表面水解用热NaOH处理 PET、PA等，增加材料亲水性你现在浏览的是第四十页，共56页5）表面接枝马来酸酐常用于聚丙烯、合成橡胶，提高材料的极性你现在浏览的是第四十一页，共56页H你现在浏览的是第四十二

9、页，共56页8.2.2表面接枝1）光接枝HhvM你现在浏览的是第四十三页，共56页2）氧化还原接枝OHM你现在浏览的是第四十四页，共56页3）等离子体表面接枝4）表面活性中心CuCl/CuCl2St你现在浏览的是第四十五页，共56页8.2.3 偶联剂钛酸酯偶联剂硅烷偶联剂你现在浏览的是第四十六页，共56页OHOH你现在浏览的是第四十七页，共56页8.3.体相改性8.3.1共混物表面1）表面张力影响只讨论聚合物表面结构的影响PS/d-PS共混体系 66%/33%PS/d-PS成分完全一样你现在浏览的是第四十八页，共56页05000.33d-PS184退火3天11天31天45天低表面能物质表面富集

10、你现在浏览的是第四十九页，共56页PS/PVME共混体系 50%/50%表面组成PVME 95 PS 5表面富集越明显你现在浏览的是第五十页，共56页2）分子量影响PS/PVME共混体系 50%/50%PVMEMWpsMWps 517127000MWpvme 99000你现在浏览的是第五十一页，共56页3）成型条件影响PVC/PMMA共混体系THF为溶剂非均相膜PMMA表面富集MEK为溶剂均相膜PMMA表面微富集你现在浏览的是第五十二页，共56页8.3.2嵌段共聚物表面嵌段共聚物形态 20%球状 2040 圆柱状 4060 层状PS PDMS嵌段共聚物1）组分表面张力影响你现在浏览的是第五十三页，共56页表面PDMS体相PDMS20100你现在浏览的是第五十四页，共56页2）组分表面能差的影响PS PEO嵌段共聚物PS 19.670%未形成PS表面覆盖层乙二醇与乙苯的界面张力为10.6你现在浏览的是第五十五页，共56页S=44 36 10.6=-2.6 03）结晶的影响特例：PCL/PVC共混物PCL48wt%时，表面、体相基本相同你现在浏览的是第五十六页，共56页