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(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)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(qiáng)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(diǎn)。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(guò)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(huì)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(wèn)題。當(dāng)前提高電極片粘接性能的常用方法有機(jī)械打磨或噴砂、化學(xué)處理等，其中機(jī)械打磨或噴砂會(huì)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(qiáng)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(guò)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(guò)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(shí)，被粘接表面會(huì)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(duì)材料表面（通常從幾納米到幾百納米）進(jìn)行改性，并不影響材料本身的基本性能。

浸潤(rùn)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(rùn)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(guò)液體在固體表面的接觸角來(lái)衡量浸潤(rùn)的程度；當(dāng)表面接觸角為0°時(shí)，表面處于完全浸潤(rùn)狀態(tài)；表面接觸角在0°～90°之間，則為部分浸潤(rùn)狀態(tài)；表面接觸角大于90°，則為不浸潤(rùn)狀態(tài)；表面接觸角為180°時(shí)，為絕對(duì)不浸潤(rùn)狀態(tài)。根據(jù)這一理論，改善被粘物表面的浸潤(rùn)狀態(tài)可以有利于粘接強(qiáng)度的提高，單良好的浸潤(rùn)性，只是達(dá)到粘接效果的必要條件。

采用Ar和O2等離子體對(duì)電極片表面進(jìn)行活化處理觀察等離子處理前后水滴角對(duì)比。

表面浸潤(rùn)性

表面浸潤(rùn)性通常以表面水滴接觸角來(lái)確定。圖1為未作處理的電極片接觸角測(cè)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(rùn)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(guò)等離子體處理后接觸角變小，水滴的浸潤(rùn)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(rùn)性明顯提高，水接觸角由94.8°降低到17.7°。經(jīng)過(guò)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(shí)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(diǎn)。