化学活化说白了就是用化学反应让材料表面"活"起来,这样后面加工处理时能粘得更牢。现在科技发达了,让表面变活的方法也多了去了,比如泡化学药水、用等离子体轰、拿紫外线照、激光打、放电处理等等。下面咱重点唠唠这个等离子体处理的门道。
等离子体说白了就是带电的气体,里头正负电荷数量差不多。这玩意儿能在各种温度和压力下存在,由被激发的原子、分子、离子和自由基组成。把二氧化碳、氧气这些气体用微波或者射频波一激,就能搞出等离子体。这货分高温和低温两种,咱们搞表面处理主要用低温的。
低温等离子体里的自由基对材料表面有四大绝活:第一是能当清洁工,把表面脏东西都清掉;第二像砂纸打磨,能增大表面积;第三能让表面分子手拉手连成网,粘得更牢;最后是给表面"打鸡血",让它更容易跟其他材料产生化学反应。这四招经常一起使,具体哪招最厉害要看处理条件和设备。
等离子体处理最牛的是能往材料表面塞各种活性基团,比如羧基、氨基这些。虽然等离子体整体不带电,但靠近材料表面的离子能被加速,跟炮弹似的把材料表面的化学键轰断,产生大量自由基。这些自由基能量超高,氧自由基带的能量比普通状态高出220大卡/摩尔,啥化学键都能给它干碎。
当这些暴走的自由基撞上材料表面时,能把污染物大卸八块,变成二氧化碳、水蒸气这些能被抽走的气体。比如处理金属、玻璃时,等离子体就像高压水枪,把有机污渍冲得干干净净。对激光元件这种娇贵玩意儿,等离子体清洗能除掉影响性能的脏东西。
更绝的是,这处理还能让材料表面自己长出新花样——要么表面分子自己手拉手连成网,要么跟等离子体里的气体勾搭上,形成全新的化学结构。通过调整气压、时间这些参数,或者换不同的处理气体(比如氮气、二氧化碳),能精确控制表面改性的效果。这招最大的好处是不用化学药剂,属于环保的"干法"处理,对材料伤害也小。