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等離子清洗過(guò)程中高能電子碰撞反應(yīng)氣體分子,使之離解或電離,利用產(chǎn)生的多種粒子轟擊被清洗表面或與被清洗表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而有效清除被清洗表面的有機(jī)污染物或改善表面狀態(tài)。

鍍金層的膠粘劑粘接特性

從金屬的性質(zhì)而言，它們的表面能是較大的。如液態(tài)的金，約為1124mJ/m2。但是，有研究者在常溫、大氣環(huán)境測(cè)得金表面接觸角約為40~79.5°，這是疏水性表面所表現(xiàn)的接觸角，它所對(duì)應(yīng)的金表面能約為45mJ/m2。根據(jù)吸附理論，若表面能低，難以形成良好的膠接。

通常，金屬或無(wú)機(jī)物表面能低是因?yàn)槠浔砻嬗形狡渌镔|(zhì)，降低了表面能。另一種觀點(diǎn)是金層表面的原子重構(gòu)，降低了表面能。

在空氣中，即使在有水分存在的情況下，金不發(fā)生氧化，甚至在高溫條件下也不與氫、氧、氮、硫、碳起化學(xué)反應(yīng)。金是唯一在高溫下不與氧起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。鍍金表面不形成氧化物，應(yīng)該沒(méi)有酸堿的相互作用。金層形貌上，比較光滑、無(wú)孔洞。

等離子清洗對(duì)鍍金層表面能潤(rùn)濕性的影響

為了研究等離子清洗法對(duì)鍍金層表面能的影響，分別測(cè)試了等離子清洗前后的鍍金層表面水滴接觸角。因膠粘劑的粘度較大，在金層表面的接觸角不易在顯微鏡下觀察到差別，故用去離子水代替膠粘劑來(lái)測(cè)接觸角以達(dá)到評(píng)估基材金層表面能大小的目的。

接觸角樣品準(zhǔn)備與測(cè)試方法如下：1）共2個(gè)樣品。樣品1，來(lái)料基材，不作任何表面清洗à滴一滴去離子水在鍍金層上；樣品2，來(lái)料基材，等離子清洗à滴一滴去離子水在鍍金層上。2）在顯微鏡下觀察接觸角。

結(jié)果如圖1.1所示，等離子清洗前鍍金層（樣品1）上的水滴呈半球狀，接觸角約為75°；而等離子清洗后鍍金層上水滴很好地鋪展開(kāi)，接觸角約為10°。

（ a ）等離子清洗前 （ b ）等離子清洗后

由上圖可判斷，經(jīng)過(guò)等離子清洗后，鍍金層的親水性變好，表面能（表面張力）變大，這使得膠粘劑能夠更好地潤(rùn)濕鍍金層。

根據(jù)膠粘劑粘接的吸附理論，更好的潤(rùn)濕使得兩者間的接觸更加緊密，有利于提高膠水與基材之間實(shí)際接觸面積，膠粘劑和鍍金層之間的分子間作用力增強(qiáng)，因此提高了界面結(jié)合力。

等離子清洗除了能提高鍍金層表面的表面能，還能去除表面臟污。鍍金過(guò)程中殘留的或在環(huán)境中吸附的有機(jī)污染物不利于膠粘劑對(duì)鍍金層的潤(rùn)濕，并且可能在粘接界面上形成弱邊界層而使粘接力下降。氧氣等離子清洗具有較強(qiáng)的反應(yīng)性。在氧氣等離子體中含有O+、O-、O2+、O2-、O、O3，亞穩(wěn)態(tài)的O2和電子，在這些粒子的形成及電離重組中釋放能量和光子，發(fā)出微弱的輝光和輻射大量的紫外線。紫外線帶寬內(nèi)的光子以及高能氧原子有足夠的能量來(lái)打斷在基材表面因吸附臟污而存在的C—C鍵和C—H鍵，形成可氣化的低分子量的物質(zhì)。真空隨后把這些物質(zhì)抽走。

等離子清洗可以獲得較為干凈的鍍金層粘接表面，提高了金層的表面能，且改善鍍金層的親水潤(rùn)濕性，因此膠粘劑在金層上容易潤(rùn)濕，使膠粘劑與金層的界面結(jié)合力提高。