高分子表面金属化技术
金属表面处理的新技术与新进展
金属表面处理的新技术与新进展金属表面处理技术是一门综合性学科，涉及到材料科学、化学、物理学等多个领域。
随着科技的进步和工业的发展，对金属表面处理技术的要求也越来越高。
本文将重点介绍近年来金属表面处理领域的新技术和进展。
1. 等离子体技术等离子体技术是在高温、高能量的条件下，通过电离气体产生等离子体，利用等离子体中的高能电子、离子和自由基等活性粒子对金属表面进行改性和处理的一种技术。
等离子体技术具有处理速度快、效果好、可控性强等优点，可以实现金属表面的清洁、刻蚀、氧化、涂层等处理。
2. 激光技术激光技术是利用高能量的激光束对金属表面进行处理的一种技术。
激光技术具有能量密度高、聚焦性好、加工精度高等优点，可以实现金属表面的精密加工和微结构制造。
近年来，激光技术的应用范围不断扩大，包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光雕刻等。
3. 电化学技术电化学技术是利用电解质溶液中的电场作用，使金属表面发生化学反应，实现金属表面的处理和改性。
电化学技术具有处理效果稳定、可控性强、环保等优点，广泛应用于金属的腐蚀防护、表面涂层、表面硬化等领域。
4. 纳米技术纳米技术是利用纳米材料的特殊性质，对金属表面进行处理和改性的一种技术。
纳米技术可以实现金属表面的纳米结构制造，具有提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等优点。
近年来，纳米技术在金属表面处理领域的应用得到了广泛的关注和研究。
5. 生物表面处理技术生物表面处理技术是利用生物体的特殊性质，对金属表面进行处理和改性的一种技术。
生物表面处理技术可以实现金属表面的生物功能化，具有提高金属表面的生物相容性、抗菌性等优点。
生物表面处理技术在医疗、生物制造等领域具有广泛的应用前景。
以上介绍了金属表面处理领域的一些新技术和新进展。
这些技术和进展为金属表面的处理提供了更多的选择和方法，也推动了金属表面处理技术的发展和创新。
后续内容将详细介绍每种技术的原理、应用实例和发展趋势等。
6. 紫外光固化技术紫外光固化技术是利用紫外光的能量，使金属表面的涂层材料在短时间内快速固化的一种技术。
高分子材料的表面改性
5.1 电晕放电处理
（4）润湿性 ❖ 经电晕放电处理后高分子材料表面引入了含
氧极性基团，使其表面润湿性得到改善。 ❖ 在电晕放电处理初期(几十秒内)，材料表面
与水的接触角迅速下降，此后，进一步延长 处理时间，由于表面引入的含氧极性基团逐 渐达到平衡，并向次表面层发展，故接触角 的变化逐渐趋缓。
5.3.1.1化学镀
❖ （2）使ABS表面的C=C饱和键被铬酸氧化成不饱和键 ，这样的不饱和结合使金属与塑料形成化学附着。
❖ 再如Gordhanbhai等将聚碳酸酯浸入到有机溶剂中来 溶胀表面，然后进行增强处理，用无机酸进行刻蚀 处理以达到增强结合力的目的。
❖ 粗化也可以通过等离子处理实现。利用等离子处理 方法对聚合物表面进行改性，可使表面引入亲水基 同时改善高分子材料表面与镀层结合力。
5.1 电晕放电处理
表5-2 LDPE 膜的表面自由能与辐射强度的关系
辐射强度/W 0
γLs(mJ﹒m-2) γsps(mJ﹒m-2) γs(mJ﹒m-2)
36.5
3.8
40.3
50
36.8
11.5
48.3
100
35.8
14.4
50.2
150
34.1
16.3
50.4
200
33.4
17.6
51.0
5.1 电晕放电处理
❖ 等离子体在气相中和聚合物表面上诱导发生各种化 学反应，使羰基、酮、醚、羧基及酯等化学基团以 化学键结合在聚合物表面上，从而提高了材料的表 面能，并最终改善了材料表面对印刷油墨、油漆、 黏合剂及各种其他涂料等的黏合性能。
5.1 电晕放电处理
电晕放电处理对高分子材料表面结构与性能的影响表现在：
高分子材料改性书中部分思考题参考答案
书中部分思考题参考答案第二章高分子材料共混改性1. 什么是相容性，以什么作为判断依据？是指共混无各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力，其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2. 反应性共混体系的概念以及反应机理是什么？是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入（或就地形成）反应性高分子材料，在混合过程中（例如挤出过程）与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用。
3•高分子材料体系其相态行为有哪几种形式，各自有什么特点，并举例加以说明。
（1）具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系；低于此温度为部分相容，在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
（2）具有下临界混溶温度LCST，低于此温度，体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
（3）同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST，如苯乙烯/ 丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
（4）UCST和LCST相互交叠，形成封闭的两相区（5）多重UCST 和LCST4. 什么是相逆转，它与旋节分离的区别表现在哪些方面？相逆转（高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转）也可产生两相并连续的形态结构。
（1）SD起始于均相的、混溶的体系，经过冷却而进入旋节区而产生相分离，相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
（2）SD可发生于任意浓度，而相逆转仅限于较高的浓度范围（3）SD产生的相畴尺寸微细，而相逆转导致较粗大的相畴，5. 相容性的表征方法有哪些，试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析（DTA）、差示扫描量热法（DSC）膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法：若两种高分子材料组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度，完全不溶，就有两个玻璃化温度，部分相容介于前两者之间。
金刚石表面特性及表面金属化
• 连生体进一步分成不规则连生体、平行连生体和双 晶(有连生双晶、穿插双晶、板状双晶等)。 • 多晶体有圆粒金刚石(波尔特型)、浅红金刚石和黑 金刚石等几种。 • 圆粒金刚石是由颗粒连生体和不规则连生体等微 晶形成的球状集合体，呈乳白色到钢灰色，常有裂 缝，硬度很大。 • 浅红金刚石是一种由中心向外放射状排列的微晶 金刚石组成的集合体，外形呈圆球状。这种多晶体 外壳坚硬，内核较软，硬度比圆粒金刚石和黑金刚 石低，强度比圆粒的高。 • 黑金刚石由更细金刚石组成的微密或多孔的集合 体，呈黑色、灰色或绿色，外形不规则。有的黑金 刚石表面有珐琅光泽，硬度略低于圆粒金刚石，但 韧性好。
金刚石表面特性及 表面金属化
—— 金刚石表面处理专题报告——
傅圣利
前 言
• 金刚石由于具有高硬度、低摩擦系数、高热导率、 低膨胀系数、低放射性等许多优异的物理特性， 在许多工业领域都得到应用。尤其是由金刚石和 金属、陶瓷或高分子树脂结合在一起做成的金刚 石工具，不仅被广泛用于民用建筑与土木工程、 石材加工业、汽车工业、交通工业、地勘与国防 工业等领域和其它现代高新技术领域，而且在宝 石、医疗器械、木材、玻璃钢、石材工艺品、陶 瓷、复合金属和硬脆材料等众多新领域不断出现， 社会对金刚石工具的需求也逐年增加。
3.1 基本原理
• 在金刚石表面镀覆或增加涂层以改变金刚 石表面粗糙镀对于树脂基金刚石工具也是 常用的变法，但其结合强度没有化学结合 显著。 • 金刚石表面金属化不仅能使金刚石与金属 粘接剂产生化学键合，而且能改变金刚石 表面形状，增加物理嵌合作用，提高金刚 石把持力，是金刚石最普遍采用的表面处 理方法。
• 空气中温度高于650℃时，-NO2、-NO3、 -SO3H基吸收带消失，桥接的含氧基吸收带强 度降低； • 用氢处理甚至在20℃时，呈现不同C-H基的 特征吸收带，同时-C=O、-COOH、-CHO和 -CO-O-OC-消失；900℃时用氢处理导致 -OH基脱除和C-H键含量增加。 • 化学改性处理对金刚石与水的表面接触角 影响很大（表3）：
高分子材料的表面改性
注入样品剂量：2×1016 ions／cm2
图3 氮离子注入后PTFE表面的EDX谱
1.2 离子注入改性的机理
图2表明，氮离子注入后PTFE表面有新键产生 （678cm-1）,图3表明，氮离子注入后的样品，表现 出脱氟和氧化现象。 （4）离子注入不只产生断链和交联，而且产生导致 新化学键形成的微合金。X射线衍射分析表明，离子 束合金导致化学交联，未饱和的强共价结合和随机 分布类金刚石四方结合，导致产生坚固表面的三维 刚性梯状结构。
2.1 等离子体作用原理
反应气氛 反应气体 非反应气体
氧气、氮气
Ar、He
a.与原子氧反应：
2.1 等离子体作用原理
b.与分子氧反应：
c.与过氧化自由基反应：
可见，等离子体表面氧化反应是自由基连锁反应， 反应不仅引入了大量的含氧基团，如羰基及羟基， 而且对材料表面有刻蚀作用。
2.1 等离子体作用原理
化学健的键
C=O 8.0
2.1 等离子体作用原理
等离子体对高分子材料表面的作用有许多理论 解释，如表面分子链降解理论、氧化理论、氢键理 论、交联理论、臭氧化理论以及表面介电体理论等， 但其对聚合物表面发生反应机理可概括为三步。
自由基 表层形成致密的交联层
高压电场
高动能
空气中电子
加速 撞击分子
激态分子
1.1
离子注入的特点
(6)离子注入功率消耗低，以表面合金代替整体合金， 节约大量稀缺金属和贵重金属，而且没有毒性，利 于环保。 (7)离子注入工艺的缺点是设备一次性投资大，注入 时间长、注入深度浅、视线加工等缺点，不适合复 杂形态构件改性。
高分子材料表面界面改性研究
高分子材料表面界面改性研究高分子材料是现代材料科学中的热门和重要研究领域之一，是指其分子量可在数十万到数百万之间的材料。
由于高分子材料的优良特性，其广泛应用于医药、食品、电子、建筑、汽车等方面。
但高分子材料表面的性质和特性限制了其应用的范围和效果。
因此，人们对高分子材料表面界面改性的研究日益引起了关注。
高分子材料的表面性质与其它材料不同。
它的表面能较低，比如对于聚合物材料，它的表面能通常只有25-40mJ/m2，比水和玻璃低得多。
这使得其表面易於被污染和附着不易去除的污垢，从而影响材料的物化状态。
通过改善材料表面的可湿性和润湿性，可以提高材料的性能和降低使用过程中的故障率。
高分子材料表面界面改性涉及很多方面。
其中一种方法是物理方法，如可高能离子轰击和激光辐照。
这些方法可提高表面能，增加表面活性，改变材料表面形貌以及介电性和机械性能。
另一种比较重要的方法是应用化学方法，包括化学沉积、电沉积、离子交换以及化学修饰等。
化学修饰是一种采用化学方法改变材料表面的化学性质的方法。
通过表面处理或修饰，可以形成新的化学键，改变其表面化学性质，从而实现高分子材料的表面性能的控制和调整。
这些表面修饰分为随机修饰和定向修饰两种。
随机修饰方法是改变表面化学性质的最基本方法之一。
他们通过改变材料表面的化学特性，来自地址材料的特殊要求。
通常采用的方法包括辐射接枝、等离子体聚合、交联及改性等技术，这些技术可形成随即的化学功能分子，本质上是将化学功能分子或聚合物链接到基体材料表面。
一种比较典型的随机修饰方法是离子交换。
离子交换材料（IEM）是具有正离子交换组分的高分子材料，其中的正离子置换了材料的原子基。
离子交换的机理是通过离子与基体中的离子进行交换，从而改变表面性质。
例如，切尔西蓝（chelseablue）离子能够与聚乙烯亚胺（PEI）的氮原子进行电荷转移，产生基础上的化学反应，并与PEI交换，从而改变了材料的表面性质。
定向修饰方法是一种更为高级的表面修饰方法，通过修饰材料表面的化学键制备定向功能材料。
高分子材料的界面改性及应用研究
高分子材料的界面改性及应用研究一、介绍高分子材料是一种重要的工程材料，在工业生产、医疗卫生、能源领域等方面都有广泛的应用。
然而，由于高分子材料表面的缺陷和自由基等缺陷，使其在使用过程中容易出现劣化、老化以及化学反应等问题。
所以界面改性技术的应用升级已变得越发重要。
二、高分子材料界面改性的方法界面改性技术是通过在高分子材料表面附加一种或多种化学物质的方式，改变高分子材料表面的化学和物理性质以及结构，从而达到优化物体性能的目的。
界面改性主要有以下几种方法：1.表面包覆法表面包覆法是在高分子粒子表面生成一层包裹。
主要应用于高分子材料的稳定性和物理力学性能的提高以及抗氧化性能的改善。
常见的包覆材料有硅酸盐、钛酸盐等。
2.气相沉积法气相沉积法是把目标材料的气体原子或分子通过蒸发、溅射等方式冲击到高分子材料表面上去。
它可用于制备高分子涂层、表面修饰。
3.表面活性改性法表面活性改性法是通过在高分子材料表面改变表面活性基团的方式，从而改变其物理和化学性质的方法。
常见的表面活性基团有羟基、胺基、羰基等。
4.离子注入法离子注入法是利用加速器将目标离子加速到高速度，在高分子材料表面形成一层薄层，从而实现界面改性的方法。
常见的离子有氮、氩等。
三、高分子材料界面改性的应用研究界面改性技术对高分子材料性质的改善，使其在各种领域得到广泛应用。
下面以几个示例介绍其应用研究：1.在医疗方面，通过界面改性技术，增加了不同颜色的荧光纳米包被物质的吸附能力，使比色比荧光更具选择性信号，有望在癌症早期筛查和诊断中得到广泛应用。
2.在电力行业，通过界面改性技术，制备出耐高温、防辐照的电线、电缆等，提升了电线电缆的使用寿命。
3.在机械工程方面，通过界面改性技术，可以制备出具有耐磨、耐冲击、抗静电等特性的高分子材料，从而提高机械设备的使用寿命和安全性。
四、结论高分子材料界面改性技术作为先进的表面改性技术，在材料科学与技术领域具有重要的应用前景。
高分子材料加工及表面改性技术
高分子材料加工及表面改性技术高分子材料，其实就是具有很高分子量的化合物。
这种材料具有比较高的强度和韧性，可以应用在很多领域中，例如工业、医学、电子等等方面，而高分子材料加工及表面改性技术，则是围绕着这种材料的处理技术而展开的研究和实践。
在这篇文章中，我将针对高分子材料的加工和表面改性技术进行探讨。
一、高分子材料加工技术高分子材料的加工技术，主要包括成型加工、加工工艺以及加工装备等三个方面。
1. 成型加工成型加工，是指将高分子材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程。
其中，最常见的成型加工方法，便是注塑成型。
注塑成型是一种通过芯棒将熔化的高分子塑料注入模具中冷却成型的方法。
该方法在整个加工处理过程中，需要用到注塑机、机械手等设备。
此外，还有挤出成型、吹塑成型、压缩成型等不同的成型加工方法。
这些方法，适用于不同的高分子材料以及不同的加工需求。
2. 加工工艺加工工艺，则是指通过调节加工参数，使高分子材料达到最佳加工状态。
对于不同的高分子材料，其加工参数也会有所不同。
举例来说，在进行注塑加工处理时，需要考虑高分子材料的注塑温度、注塑压力、注塑速度、模具温度等因素。
3. 加工装备高分子材料加工中，加工装备则是重要的辅助性因素。
相应的，加工装备的维护保养，以及开展相应的技术培训，也是加工成功的关键之一。
二、高分子材料表面改性技术除了高分子材料加工技术以外，改善高分子材料表面性能的技术也受到了广泛的关注。
表面改性技术，可以通过物理、化学、生物等多种途径，将高分子材料的表面性能得到改进。
1. 物理方法物理方法，指的是通过物理手段来进行表面改性。
例如，通过使用阳极氧化、喷砂处理以及激光加工等方法，对高分子材料的表面进行改良。
在这些方法中，激光加工则属于一种比较高效的表面处理技术。
通过使用激光加工设备，可以在材料表面形成微米级别的表面结构和纳米级别的结晶区域，从而达到更好的表面改性。
2. 化学方法化学方法，指的是在高分子材料表面添加化学物质，从而起到改性的作用。
高分子材料的表面处理技术考核试卷
9. AB
10. ABCD
11. ABC
12. ABC
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABC
17. ABC
18. ABCD
19. ABC
20. ABC
三、填空题
1.化学镀、电镀
2.亲水性、附着力
3.提高亲水性、提高附着力
4.清洁、粗化
5.医疗器械、电子器件
6.化学处理、物理处理
A.处理方法
B.处理工艺
C.处理设备
D.材料的密度
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.高分子材料表面处理可以改善的性能包括哪些？（）
A.耐磨性
B.亲水性
C.导电性
D.疏水性
2.常用的高分子材料表面处理方法有哪些？（）
A.化学处理
7.处理时间、处理温度
8.化学镀、电镀
9.紫外线照射、激光处理
10.导电性、耐磨性
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. √
7. ×
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.高分子材料表面处理技术能够改善材料的表面性能，提高其与其他材料的结合力，广泛应用于电子产品、医疗器械、汽车部件等领域。
A.提高亲水性
B.提高附着力
C.改善耐磨性
D.增强耐腐蚀性
6.以下哪些方法可以用于高分子材料表面的金属化处理？（）
A.化学镀
B.电镀
C.磁控溅射
D.热镀
7.高分子材料表面处理中，哪些因素会影响处理效果？（）
高分子材料的表面改性与功能化
高分子材料的表面改性与功能化高分子材料是一类重要的材料，广泛应用于许多领域。
然而，由于其特殊的性质和结构，其表面常常具有一些不足，如亲水性差、耐磨性差等问题。
为了克服这些问题，提高高分子材料的性能，人们提出了表面改性和功能化的方法。
本文将介绍高分子材料的表面改性与功能化的基本概念、方法和应用。
一、表面改性的概念和方法表面改性是指对高分子材料表面进行一系列化学或物理处理，改变其表面性质的过程。
常见的表面改性方法包括：1. 化学改性：通过在高分子材料表面引入新的官能团，改变其表面性质。
例如，通过表面引入羟基、氨基等官能团，可以增强高分子材料的亲水性；2. 物理改性：利用物理方法改变高分子材料的表面形貌和性质。
例如，利用等离子体处理可以使高分子材料表面形成更为平整的结构，增加其耐磨性；3. 界面改性：在高分子材料表面形成一层致密的界面层，提高其与其他材料的相容性。
例如，通过溶液法将一层介于高分子材料与其他材料之间的化合物涂覆在其表面，形成稳定的界面。
二、功能化的概念和方法功能化是指在高分子材料的表面上引入具有特定功能的官能团或化合物，赋予其新的性能和应用功能。
常见的功能化方法包括：1. 生物功能化：在高分子材料的表面引入生物活性分子，使其具有生物相容性、抗菌性等功能。
例如，通过将低分子量的抗菌剂共聚合到高分子材料表面，可以使其具有良好的抗菌性；2. 光学功能化：在高分子材料表面引入光学活性分子，使其具有光学透明性、光泽等功能。
例如，通过将含有特定荧光基团的物质接枝到高分子材料表面，可以使其具有荧光效应；3. 电化学功能化：在高分子材料表面引入具有良好电导性的分子，使其具有电容、电解质传感器等功能。
例如，通过在高分子材料表面修饰金属氧化物纳米颗粒，可以增加其电导性和储能性能。
三、高分子材料的表面改性与功能化的应用高分子材料的表面改性与功能化可以赋予其新的应用领域和性能。
以下举例说明：1. 表面亲水改性的应用：将表面亲水改性的高分子材料广泛应用于涂层、纺织品等领域，提高其耐水性和易清洁性；2. 生物功能化的应用：将生物活性分子功能化的高分子材料应用于医疗领域，如人工骨骼、药物缓释系统等；3. 光学功能化的应用：将具有光学功能的高分子材料应用于光学器件制造，如光纤、光学屏幕等；4. 电化学功能化的应用：将具有电化学功能的高分子材料应用于能源存储与传感器等领域，促进新能源技术的发展。
高分子表面金属化
高分子表面金属化是利用物理或化学手段使高分子表面性质发生变化，呈现出金属的某些性能，如导电性、磁性、有光泽性等，其主要作用是赋予高分子材料以适应环境要求的特有性能，如电磁、光学、光电子学、热学和美学等与表层相关的功能特性。
迄今为止，使高分子表面金属化的方法有三种：1、湿浸涂镀，即化学镀膜；2、干法涂镀，即真空沉积、溅射等；3使用金属涂料涂层。
这些方法存在金属层对高分子表面附着力差，膜层容易脱落，耐久性不好；镀膜设备造价高，工艺复杂。
受高分子尺寸限制等问题，在一定程度上影响这些技术的广泛应用，有的仅局限于某些高、精、尖元器件的金属镀层。
高分子表面金属化新技术不但使低廉的高分子材料在性能和效益上升格，而且作为研制新型涂层和薄膜材料的手段日益受到重视，新技术使高分子表面金属层造价大为降低，工艺及其监督，具有良好的推广应用前景一、高分子表面金属化新技术的主要工艺及特点1、基本原理和工艺过程高分子表面金属化新技术表面涂层一般以高分子材料如聚乙烯醇、聚丙烯腈等为主要原料加入某些无机金属盐，如NiCl2、AgNO、等，充分搅拌2、高分子表面金属化新技术的特点电镀、化学镀、真空镀等表面技术的发展历史悠久。
用这些方法对材料表面进行金属化时需要先进行一系列表面处理，如机械粗加工、化学处理、浸蚀加工、敏化、激活等。
而高分子表面金属化新技术与原方法相比有以下优点：1、操作简单、设备造价低。
工艺过程简单。
2、高分子表面金属层的耐久性好，不易脱落3、改变聚合物与金属盐的配比可获得不同性质的高分子表面金属层。
例如，同时加入NiCl2、CoCl2的聚丙烯腈共混物，被还原之后的金属层有一定的磁性能。
4、不收高分子材料尺寸的限制二、应用与前景1、导电性高分子2、表面金属化纤维3、磁性材料4、高分子表面新技术在电子、航空、计算机和日常生活等方面的应用前景1、利用高分子表面金属层的导电性能，可以做成发热板（或膜）、电路板、电磁波屏蔽板、导电性纤维等2、利用高分子表面金属层的反射性能，可制备可见光或反射光的反射体、装饰材料等3、利用高分子表面金属层的磁性能，可制成磁带、磁盘和磁卡等4、高分子材料可作为轻质导电材料用于输电线、电池的电极、通信用波导管、变压器铁芯等5、高分子材料科作为功能材料，用于传感器、存储用硬盘、透明导电膜等已表面金属化的金刚石晶体，从内向外，第一层是生成碳化物层，一般厚度在几百至上千Å，它牢固地附着在金刚石表面上，这层的结构是金刚石表面金属化的关键和核心，第二层为合金化层，是针对生成碳化物层特点而设计，它对所生成的碳化物有极好的粘结性，可以选取Ni、Co、Cu等合金，合金化层的形成，使金刚石表面呈现完美的金属特性：可导电性、可焊接性、可烧结性，中层合金化层的厚度可以是几微米，第三层是电镀层，主要是考虑到金刚石工具中合金胎体与金刚石线膨胀系数的极大差异而设计，热压后含金刚石固块在冷却中会产生很大的内应力，为了使内应力得到一定程度的缓解，对于刚性较大的胎体，增加几十微米厚的电镀层是非常有益的金刚石表面金属化有以下的作用1 提高结合剂对金刚石的粘结能力，镀层在两者之间起结合桥的作用，将金刚石与结合剂牢固结合起来，提高磨料与结合剂之间的结合强度2、提高磨料的颗粒强度，镀层起补强、增韧作用，金刚石内部缺陷、微裂纹、微小孔洞可通过充填碳化物膜得到弥补，强度提高3隔离保护作用，在高温烧结和高温磨削时，镀层可以隔离保护金刚石不发生石墨化、氧化及其它化学反应的侵蚀。
论文资料：导电高分子材料及其应用
导电高分子材料及其应用学生姓名：指导老师：1．前言长期以来,高分子材料由于具有良好的机械性能,作为结构材料得到了广泛的应用。
关于电性能,人们一直只利用高分子材料的介电性,将其作为电绝缘材料使用,而它的导电性的发现,研究及开发则比较晚,直到1977年才发现了第一个导电有机聚合物———掺杂型聚乙炔(用电子受体掺杂) ,电导率可提高约12个数量级,最高可接近103S/cm,达到金属Bi的电导率。
导电高分子材料以其易于成型加工、耐腐蚀、质量轻等优点,越来越受到重视。
2．导电高分子材料的分类及性能80年代以来，作为高分子材料发展的一个新领域，导电高分子材料的研究与开发已成为功能材料研究的一个重要方面。
按导电本质的不同，导电高分子材料分复合型和结构型两种。
前者是利用向高分子材料中加入各种导电填料来实现其导电能力，而后者是从改变高分子结构来实现其导电能力。
2.1 复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是指经物理改性后具有导电性的材料。
一般是指将导电性填料经改性后掺混于树脂中制成的。
根据导电填料的不同，又可分为碳黑填充型及金属填充型。
复合型材料是目前用途最广用量最大的一种复合型导电材料。
2.1.1 碳黑填充型碳黑填充型导电材料是目前复合型导电材料中应用最广泛的一种。
一是因为碳黑价格低廉、实用性强。
二是因为碳黑能根据不同的导电要求有较大的选择余地。
聚合物碳黑体系电阻率可在10~108W之间调整，不仅可以消除和防止静电，还可以用作面装发热体，电磁波屏蔽以及高导体电极材料等。
三是导电持久稳定。
其缺点是产品颜色只能是黑色而影响外观。
碳黑填充型导电机理可用导电能带、隧道效应和场致发射发射来解释。
2.1.2 金属填充型导电材料金属填充型导电高分子材料起始于70 年代初期，开始仅限于金属粉末填充用于消除静电的场合或用于金、铁、铜粉配制导电粘合剂。
目前已使用的方法有表面金属化和填充金属型两种。
表面金属化即采用电镀、喷涂、粘贴等方法使塑料制品表面形成一层高导电金属。
高分子材料表面改性及其应用
高分子材料表面改性及其应用一、引言高分子材料具有重要的应用前景，可应用于医药、电子、光电子、动力等领域。
然而，由于高分子材料表面活性差、生物相容性差等缺点，限制了其应用。
因此，高分子材料表面改性技术的发展日益受到关注。
二、高分子材料表面改性的方法1. 物理改性物理改性是通过物理手段改变高分子材料表面的性质。
常用的物理改性方法包括等离子体处理、离子束辐照、紫外线照射、电子束辐照等。
其中，等离子体处理是一种获得高效率、高选择性表面改性的技术，可使高分子材料表面发生氧化、硝化、氟化等反应，提高材料表面的粘附性、亲水性。
2. 化学改性化学改性通过在高分子材料表面涂覆或共价修饰一些化学物质，改变材料表面的化学性质。
化学改性方法包括表面引入活性基团、表面覆盖生物活性分子等。
例如，利用羧基、氨基等活性基团修饰高分子表面，使材料表面具有更好的生物相容性，提高材料在医学领域的应用。
3. 生物改性生物改性是将高分子材料通过与生物体组织体液交互作用，使材料表面具有良好的生物相容性、生物功能等性质。
生物改性方法包括表面覆盖生物大分子、生物反应器改性、细胞培养等。
生物改性能够大幅提高高分子材料的生物相容性，为生物医药领域的高分子制品应用提供了关键技术。
三、高分子材料表面改性应用1. 医学领域高分子材料表面改性技术在医学领域中得到了广泛的应用，如制备生物相容性好的材料，用于修复组织损伤，支架修复等。
例如，聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、羟基磷灰石等高分子材料对人体组织具有较好的生物相容性和生物活性，可以制备成支架、细胞培养器等有益医疗材料。
2. 环保领域高分子材料表面改性技术也逐渐得到应用于环保领域。
例如，旋转切削颗粒床方法可通过表面氨基化修饰降解至少18种有机污染物，用于处理水体中存在的各种有机污染物。
3. 光电领域高分子材料表面改性技术在光电领域中也发挥了重要的作用，可制备光电材料，如发光二极管、太阳能电池等。
例如，聚苯胺是制备高效太阳能电池的重要材料之一，采用电子束辐照技术可制备固态电解质太阳能电池，其效率高于传统PbS/CQDs量子点太阳能电池。
金刚石表面特性及表面金属化
• 纯金属与金刚石表面的浸润θ角如表1，绝大多 数均在90°以上，说明浸润性很差；只有铝在 1100℃对金刚石有明显的浸润，但此时金刚石 已有石墨化转变。 • 通过在低熔点金属Cu、Ag、Sn、Pb等中添加 Ti、Zr、Cr、V、B、Si等元素可改变金属对金 刚石的浸润性（如表2），添加元素与金刚石 表面形成稳定碳化物，且可以在金刚石晶体上 外延生长，从而在金刚石表面和合金溶液间形 成碳化物界面，金属合金对金刚石的浸润和焊 合就转变为合金对碳化物界面的浸润和焊合， 使界面性能得到改善。
• 400℃用空气处理1小时，导致水完全润湿 金刚石（θ=0）；室温下用气体处理金刚石， 润湿角改变强烈，影响顺序为： CO>O2>CH4>H2S>CO2>空气。 • 用氢、甲烷对金刚石表面进行处理，低温 时对金刚石和水的润湿角减小最为强烈 （图1中 折线1），这时KOH熔滴的扩展时 间最短（折线2）；
• 张书达、朱瑶华[1] 利用二次离子质谱法(SIMS) 对金刚石表面杂质元素N、Na、Mg、Si进行了 分析和测量，并用Ar+剥蚀金刚石表面，发现 杂质浓度最大值均位于最外的一薄层内。 • 李颖、李焕锋等[2]用热分析和红外分析对爆轰 纳米金刚石进行了研究，发现空气中纳米黑色 金刚石在478℃~515℃开始氧化，N2中加热到 700℃之前失重很少；灰色纳米金刚石在570℃ 开始氧化，N2中加热到950℃之前失重很少， 仅为2.3%。
一、金刚石表面的物理特性
• 金刚石表面摩氏硬度为10，显微硬度比石英高1000 倍，金刚石硬度具有方向性；弹性模量达 9~11×105MPa，摩擦系数小，有极高的抗磨能力； 金刚石表面有标准的金刚光泽，折射率2.417，色散 率0.044，反射率：油浸下5.308%，空气中17.29%， 具备一定入射角度自然光在金刚石表面产生分解的 光谱色，俗称火彩。金刚石表面具有非磁性、不良 导电性（电阻率：5×104Ω.cm）和摩擦生电性； • 金刚石表面亲油疏水，对油脂及污垢有较强的亲和 力，油污很容易被金刚石吸附。在金刚石表面擦上 油质后可见晕色，在晶面上滴上油珠立即扩散，而 滴上水珠则不扩散；用手指抚摸金刚石会感到胶粘 性，似乎有粘糊的感觉。
高分子材料改性综述
高分子材料改性综述在当今的社会中, 材料是人类赖以生存和发展的重要物质, 是现代工业和高科技发展的基础和关键。
由于材料单体的种类有限, 而且材料单体的单一的某的些性能比较差, 不符合人们所求, 所以要对其材料经行改性。
所谓的改性是通过物理, 机械和化学等作用使搞分子材料原有的性能得到改善。
高分子材料的改性即可能是物理变化也可能是化学变化在终多的改性方法中, 共混改性是最简单的也是最直接的方法。
他可以在各种加工设备中完成, 通过共混改性可以使高分子材料得到比较好的性能上的提升。
并且是现在应用最广的改性方法之一。
化学改性可以赋予高分子材料更好的物理化学和力学性能, 现在常用的有无轨共聚, 交替共聚, 嵌段共聚, 接枝共聚, 交联和互穿聚合物网络等技术, 化学改性能得更高的性能比物理改性, 但化学改性比物理改性的成本一般会更高, 而且工艺过程更复杂, 设备的要求更高。
还有填充与纤维增强改性, 表面改性, 共挤出复合改性, 对于公挤出复合改性一般用于管材等应用会比较多一高分子的共混改性高分子共混改性的目的和作用有: 1可以从各高分子组分的性能中取长补短, 获得更优越的性能的材料, 2还可以改善其高分子的加工性能。
3或者还可以制备新型的高分子材料, 聚烯烃与壳聚糖共混可以获得抗菌功能的材料。
4还可以使一些材料原本比较贵, 通过改性在不降低其原有的材料性能上可以使材料的成本更低。
在高分子的改性中遇到的一个难题就是两种或者多种不同的材料共混时他们的相容性, , 两种高分子能否相容就取决他们共混工程的自由能的变化, △Gm=△Hm-T△Sm≤0由于高分子的相对分子质量很大, 共混的过程熵变化很小, 如果高分子之间不存在特殊的相互作用, 共混过程通常是吸热过程, 也就是△Hm＞0,因此绝大多的高分子共混时不能达到分子水平的共混,因此要他们自由相容是很困难的,这样我们就要借助其他方法来使他们相容,如增容剂.增溶剂是能使不相容的两种高分子结合在一起,从而形成稳定的共混物.增容剂大体可以分为反应型和非反应型的.反应型指共混时伴随化学反应与共混组分生成化学键,而非反应型只是起到乳化剂的分散作用,可以降低其相界面的张力,从而达到增容的目的.非反应型的有A-X-B,A-C.D-B.C-D等其中A-X-B具有A,B两种链段的嵌物, A-X-B型可以对多种共聚物增容.对于非反应型的增容剂: 1嵌段共聚物比接枝共聚物更有效2,二嵌段共聚物优于三段的.3接枝共聚物增容效果优于星型和三嵌段.4当共聚物的链段的相对分子质量大于或等于其均聚物的相对分子质量,效果比较好,反应型增容剂,有高分子和低分子两种,对于所有的低分子都是反应型,而高分子有反应型和非反应型增容剂.反应型增容剂主要是有一些可以与共混组分反应的官能团的共聚物,他们适合相容性差的又带有反应官能团的高分子之间的增容.反应增容剂对于他们参加反应的类型不同可以分为, 1反应性曾容剂与共混高分子组分反应而增容, 2使共混高分子先有官能团在凭借他们相互反应而增容。
复合材料制件表面金属化技术—金属喷涂转移法
若在模具上直 接喷涂金属 ， 由于喷涂金 属与模 会 具的结合力过大 ， 能将 金属喷涂层转移 到复合材料 不 制件 上 或 不 能完 全 转 移 。 外 的做 法 是 在模 具 上 喷 一 国 层高分子转移膜 ， 在膜上喷涂 金属 ， 再 成型 复合 材料。 转移膜技术还未见到 国内外 有资料报导 ， 明此技术 说 为复合材料金属化 的核心关键技术 ｂ。 】
维普资讯
Ｎ ４ Ｓ ｍ．５ ） ｏ （ ｕ １０
Ａ ｇ ｓ ０ ２ ｕ ｕ ｔ２ ０
塑 料 科 技
Ｐ Ａ ＴＩ ＳＳ Ｉ Ｌ Ｓ Ｃ Ｃ ．＆ Ⅱ ＨＮ Ｊ（ ０Ｉ ３３
复合材 料制 件表 面金属化 技术
— —
金属 喷涂转 移 法
易控 制 ， 且 不均 匀 。 第 二 遍 时 速 度控 制 在 ６ 而 喷 ｏ～
７ ｍｍ／ ｏ ０ ｓ
４ ５ 喷涂 距离 ．
薄膜
经 多 次 试 验 认 为 ， 枪 与 模 具 的距 离 以 ３０～ 喷 ０
氟 乙烯玻 璃布 浸料 铺层
屡
４０ ｍ为宜 。 ０ｍ 距离 太近易将 转移 膜载 体熔 化 ， 易喷 不 上 ， 至 由于 压 缩 空 气 压 力 大 ， 已 喷 好 的 金 属 层 吹 甚 将
合材料预浸料 ， 然后热压固化 ， 复合材料制件成 型脱模
后 ， 属 喷 涂层 将 转 移 到复 合 材料 制 件 表 面 。 的优 点 金 它 是 所 需设 备 简 单 ， 受 零件 形 状 和尺 寸 的限 制 ， 面金 不 形
属层的光 洁度 由模具形面保证 ， 金属层 与复合材料靠 胶粘剂粘合 ， 结合强度高 ， 目前 比较理想 的一种复合 是
金属 层 不仅 附着 牢 固 ， 而且 表 面 平 整光 滑 ， 大 满 足 了 大 设 计 技 术要 求 。
金属表面合金化 方法
金属表面合金化是一种提高金属材料表面性能的技术，通过在金属表面生成一层或多层合金，以增强其耐磨性、耐腐蚀性、硬度等。
以下是一些常见的金属表面合金化方法：
1. 物理气相沉积（PVD）：这种方法通过蒸发或溅射将金属或金属化合物沉积在金属表面，形成一层均匀的合金膜。
PVD技术包括真空蒸发、磁控溅射等。
2. 化学气相沉积（CVD）：通过在金属表面附近发生化学反应，生成金属碳化物、氧化物等沉积物，形成一层合金膜。
CVD技术包括热丝CVD、等离子体增强CVD等。
3. 扩散法金属碳化物覆层技术：通过将工件置于特种介质中，经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。
这种方法可以大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。
4. 电镀：通过电解过程在金属表面沉积一层合金，如镍、铬、钛等。
电镀可以实现较厚的合金层，并具有较好的附着力和耐磨性。
5. 热喷涂：将合金粉末加热至熔点以上，然后喷射到金属表面，形成一层合金膜。
热喷涂包括火焰喷涂、等离子弧喷涂等。
6. 表面合金化处理：通过在金属表面引入合金元素，如氮、碳、钛等，通过扩散使其与基体金属形成合金层，以提高表面性能。
7. 激光和电子束表面合金化：利用激光或电子束的高能量密度对金属表面进行局部加热，使表面金属发生熔化、蒸发和再凝固，形成一层合金层。
8. 金属表面氧化处理：通过在金属表面生成一层氧化物膜，如氧化铝、氧化钛等，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
这些方法可以根据具体的应用需求和金属材料的特性选择使用，以达到提高金属表面性能的目的。
有机高分子材料与表面处理技术
有机高分子材料与表面处理技术摘要：目前有机高分子材料表面处理技术已经有长足的发展，针对不同有机高分子材料的表面处理都有相应的表面处理方法。
鉴于此，本文是对有机高分子材料与表面处理技术进行研究和分析，仅供参考。
关键词：有机高分子材料；表面处理；技术一、有机高分子材料的分类随着化工行业的发展，我国许多领域对有机高分子材料的需求也越来越高，为了明确不同种类有机高分子材料的性质，人们对有机高分子材料进行了科学的分类。
首先，根据有机高分子材料的来源分类可以将其分为三种类型，一是天然高分子化合物、二是合成高分子化合物、三是半合成高分子化合物；其次，按照合成反应特点分类可以将有机高分子材料分为聚合物、缩合物、一级开环聚合物等；最后根据理化性质和用途可以有机高分子材料分为塑料、橡胶、纤维等。
二、不同有机高分子材料的表面处理技术1、难粘高分子材料的表面处理技术（1）化学试剂处理法。
化学试剂处理法是以往对难粘高分子材料进行表面预处理的常用方法，在这里值得注意的是化学试剂处理法只是难粘高分子材料化学处理方法的一个总称，具体来说该方法还可以分为硫酸法、过硫酸法、自磷法、高锰酸钾法等。
对于化学试剂处理法来说，它主要是用于将难粘高分子材料表面进行氧化以及导入羧基、乙炔基、羟基等基团。
其主要目的是为了破坏难粘高分子材料的薄弱界面层从而增加难粘高分子材料表面的粗糙度，从而改善其粘附性。
而对于化学试剂处理法来说，影响其处理效果的因素主要分为四个方面：一是化学试剂的配方、二是表面处理的时间、三是进行处理时的温度、四是被处理材料的种类。
总的来说，运用该法对难粘高分子材料进行处理能够得到较好的处理结果，同时还具有不需要使用特殊设备的优点。
但由于该法在处理过程中容易导致制品着色、处理时间较长，以及污染严重等缺陷在目前的难粘高分子材料处理过程中已经逐渐被人们所遗弃。
（2）气体热氧化法。
通常情况下，难粘高分子材料可以通过空气、氧气、臭氧地等气体进行氧化，从而改善其粘附性。
LDS技术在印制电路板行业应用前景分析
LDS技术在印制电路板行业应用前景分析史书汉;涂清兰【摘要】The abbreviation of Laser Direct Structuring is LDS. This technology is to project the pattern to the surface of the polymer material by using the laser technology, then take direct metallization for irradiated area,finally form pattern on the surface of polymer material. It can directly form metallization pattern on the surface of polymer material. This document discusses the principles of LDS technology, processing methods, application direction, and prospect in the printed circuit board and the existing defects in application.%激光直接成型(LDS)技术，指利用激光将数字化的图形照射到高分子材料表面，通过对照射过的区域进行直接金属化，最终在高分子材料表面形成图案的技术。
它可以在高分子壳体上直接形成金属化的图案。
本文详细探讨了LDS技术的原理、加工方法、应用方向、在印制电路板中的应用前景以及目前存在的应用缺陷。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P23-25,67)【关键词】激光直接成型;印制电路板;注塑高分子材料;覆铜板【作者】史书汉;涂清兰【作者单位】珠海方正印刷电路板发展有限公司，广东珠海 519070;珠海方正印刷电路板发展有限公司，广东珠海 519070【正文语种】中文【中图分类】TN41目前中国内地已成为以世界上最主要的PCB供应商[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高分子表面金属化是利用物理或化学手段使高分子表面性质发生变化，呈现出金属的某些性能，如导电性，磁性，有光泽性等，其主要作用使赋予高分子材料以适应环境要求的特有性能，如电磁、光学、光电子学、热学和美学等与表层相关的功能特性。
迄今为止，使高分子表面金属化的方法由三种：1、湿浸涂镀，即化学镀膜；2、干法涂镀，即真空沉积、溅射等；3、使用金属涂料涂层。
由于这些方法存在金属层对高分子表面附着力差，膜层容易脱落，耐久性不好；镀膜设备造价高，工艺复杂；受高分子材料尺寸限制等问题，在一定程度上影响这些技术的广泛应用，有的仅局限于某些高、精、尖元器件的金属镀层。
高分子表面金属化新技术不但使廉价的高分子材料在性能和效益上升格，而且作为研制新型涂层和薄膜材料的手段日益受到重视。
目前尽管上述三种高分子表面金属化方法占有重要地位，但在国外尤其使日本正在研究和利用新技术使高分子表面层造价大为降低，工艺极其简单，具有很好的推广应用前景。