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等离子清洗效果检测方法

Nov. 23, 2023

经过等离子清洗后的产品,是用哪些方法来判断清洗后表面处理的效果呢?以下是常见的测试等离子清洗效果的六种方法:

(1)水滴角测试(接触角测量仪)

所谓“接触角”是指液滴在固体的表面达到平衡时,在气、液、固三相交界处,气液界面和液固界面之间的夹角称为接触角。水滴角原理:当液滴自由地处于不受力场影响的空间时,由于界面张力的存在而呈圆球状。但是,当液滴与固体平面接触时,其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时,液滴能自动地在固体表面铺展开来,或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。水滴角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角,符号:θ。

水滴角原理示意图

图一 水滴角原理示意图

鉴于不同材质的产品,因材质的分子或组织结构等不同,等离子处理前和处理后的水滴角是不同的。不同材质其初始表面能是完全不同的,经等离子处理后其表面发生的反应也不相同,所以处理后的角度也是不统一的。水滴角测试是测试等离子体对产品有无处理效果的方法之一,虽然水滴角测试可以体现出等离子对产品处理是否有效果,但不能够完全依靠此结果判断是否已经达到处理要求,特别是在去除微粒的工艺中,水滴角是无法测试出微粒是否被去除干净的。因为需要去除微粒的表面基本都是光滑清洁的表面,等离子处理后水滴角基本都是在20°以下,水滴角测试只能判断出是否提高了表面能,对产品清洗是否有效果,无法评测是否清洗干净。

(2)达因笔测试

达因笔,又名表面张力测试笔。其中达因是表面张力的单位,即是表示物体表面能的大小单位,达因值小,物体表面能低,达因值大,则物体表面能大。应该看到,表面能越大,吸附性越好,粘接和涂覆效果越佳;达因笔可以直接测试物体表面能量的大小,使用方便可靠。

(3)SEM扫描(ScanningElectronMicroscope:扫描式电子显微镜)测试

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图2 不同材料表面 SEM 扫描对比图片

如图2所示,其可以将物体表面放大到几千倍,将分子结构的微观图片拍摄出来。

(4)红外线扫描测试

其是利用红外线测试设备,能测试出工件经过等离子处理前后,工件表面极性基团和元素成份组合状况。

(5)拉力(推力)测试

它对于用于粘接的产品来讲,这种方法是可靠的。

(6)高倍显微镜观察法

适用于要求去除微粒的相关产品。

以上就是是常见的等离子清洗效果检测方式,低温等离子体中存在的粒子的复杂多样性导致其与材料表面的反应复杂多变,而粒子的能量也在作用中不断更新、衰落,反应过程中过渡态的物质更是千差万别,而且这些反应的中间产物无法用在线测试手段进行直观分析测试。因此,研究人员普遍借助XPS、ESR、IR、SEM等分析手段研究比较材料改性前后的表面性质。

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