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常压等离子体在材料方面的应用


中文 科技期 刊数据库 ( 文摘版 ) 工程技术  工程技 术  2 0 1 5 年6 月  ? 2 5?   常压等离子体在材料 方面的应用  俞茂 兰  长安 大学材料科 学与工程 学院,陕西西安 7 1 0 0 6 1   摘 要: 常压 等 离 子 处理技 术是 近年 来兴起 的一项清洁高效的表 面处理技 术。材料 本身的 多样性决定 了材料在 工程 领域、科 

技领域及 生活领域应 用的 多样性 。常压等 离子技术并不 改变材料 的整体特性 而仅 改变材料 的表 面特性 。该技术不仅 可以用于金  属材料表 面改性,提 高金属 材料表 面的力学性 能,而且可以用于改善 高分子材料的表面粗糙 度、亲水性和接枝率等性能 ;另外,   常压 等 离子处理技 术在 生物材料 应用方面也具有很 高的价值 。   关键词 : 常压等 离子体 ; 表 面处理 ; 金属 ;高分子 ;生物材料  中图分 类号 : 05 3 6   文献标识码 : A  文章编号 : 1 6 7 1 - 5 5 8 6( 2 0 1 5 )2 8 - 0 0 2 5 — 0 1   等离子体是物质存在的第四态 ,广泛存在于 自然界 中,如  极光、闪电、宇宙中的星云等 。等离子 中含有中性分子、离子 、   自由电子和各种激发态 的粒子 ,对外不显 电性 。与传统 的低温  等 离 子 体 相 比 ,常 压 等 离 子 体 具 有 操 作 简 单 ,设 备 成 本 低 ,活  性粒子含量高 , 能耗低等优点,因而被 广泛 用于等离子体 刻蚀 、   表面改性 、环境工程及物 品表面灭菌等方面 。   1常压等离子技术在金属材料方面的应用  等离子技术用于金属材料表面改性时 ,能够有效改善材料  表 面 的耐 磨 性 、 耐蚀性 , 从而提高材料的使用性能和使用寿命 。   人们可采用 多种表面处理技术 ,如表面渗扩 、离子喷涂等技术  进 行 表 面 改性 。   离,即去除材料表面大分子 ; 另一种是再沉积 ,即等离子聚合  作 用 的 成 膜 反 应 。 剥 离 和 再 沉 积 能 引发 刻 蚀 过 程 中 的 清 洁 、 剥  离、交联和表面化学改性 四种效应 【 4 J 。于伟东等运用等离子刻  蚀方法对羊毛、织物进行表面改性 ,结果表 明这种方法可有效  改善羊毛 的抗静 电性和导 电性 ,提高羊毛纤维 的缩绒性和吸湿  性 ,有助于硬挺度和丰满度 的改善并增加织物 的表面摩擦作用  【 5 _ 。  3常压等离子技术在生物材料方面的应用  生 物 医用 材 料 要 求 具 有 良好 的生 物 适 应 性 ,否 则 将 引起 炎  症 、癌 症 等 一 系 列 问题 。生 物 适 应 性 又 分 为 血 液 适 应 性 和 组 织   适应性 。   1 . 1 表 面 渗 扩 技 术  等离子表 面渗扩 技术 Ⅲ是利 用低 真空气体辉 光放 电产生  的离子轰击待 处理金属或合 金表面 ,加 热工件至所 需的温度 ,   使某 一种或几种元 素渗入工 件的表面 并向内部扩散,改变工 件  表 面材料 的化 学成分和组 织结构 ,赋予 工件表面特殊 的性能 ,   延长 工件寿命 的表 面强化技 术。与常规化 学热 处理相 比,等离  子渗 扩技 术具有突出的优点,如 : 渗 层质量好 、表 面强化效果  突出、工件 的变形 小、效率 高、无污 染等 。常压等 离子 渗扩 技  术可 有效提高零件 的耐磨性、耐蚀性和耐疲劳性能。   1 . 2

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